L-賴氨酸修飾電極的制備及對乙酰氨基酚的測定

湛志華，唐靖，薛茗月

（1.桂林師范高等專科學(xué)?；瘜W(xué)與藥學(xué)系，廣西桂林 541001；2.廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，廣西桂林 541004）

L-賴氨酸修飾電極的制備及對乙酰氨基酚的測定

湛志華1,2，唐靖1，薛茗月1

（1.桂林師范高等?？茖W(xué)校化學(xué)與藥學(xué)系，廣西桂林 541001；2.廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，廣西桂林 541004）

采用電化學(xué)聚合的方法，制備得到聚L-賴氨酸修飾玻碳電極（GCE），考察電化學(xué)聚合條件對修飾電極的影響。選用0.2mol/L磷酸緩沖溶液作為支持電解質(zhì)，應(yīng)用循環(huán)伏安法研究對乙酰氨基酚在聚L-賴氨酸修飾電極上的電化學(xué)行為，對乙酰氨基酚在該修飾電極上的峰電流（Ipa）與其濃度（c）在1.6×10-7mol/L～1×10-4mol/L的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系(R2=0.98)，檢測線為1×10-7mol/L。

對乙酰氨基酚；L-賴氨酸；聚合物修飾電極；循環(huán)伏安法

對乙酰氨基酚是臨床上常用的非甾體抗炎解熱鎮(zhèn)痛藥，解熱鎮(zhèn)痛作用緩和持久，安全有效，廣泛應(yīng)用于感冒發(fā)燒、神經(jīng)痛、偏頭痛及手術(shù)后止痛等。但此類藥物具有普遍的胃腸道反應(yīng)，若使用過量或長期使用，將會使胃粘膜受損、甚至胃穿孔，還會導(dǎo)致肝和腎功能受損。[1]建立便捷、靈敏且準(zhǔn)確的分析檢測方法在體內(nèi)外對乙酰氨基酚的分析和代謝動(dòng)力學(xué)研究等方面有重要意義。目前測定藥物中對乙酰氨基酚含量的方法主要有紫外可見光分光光度法[2]、高效液相色譜法[3]及其他方法[4-5]。本文制備了聚賴氨酸修飾電極（P-L-lys/ GCE）[6]，研究了對乙酰氨基酚的電極反應(yīng)機(jī)理，討論了對乙酰氨基酚在P-L-lys/GCE上的電化學(xué)行為，并建立了一種新的電化學(xué)方法來測定對乙酰氨基酚含量。該方法具有樣品消耗量少，操作簡單快捷，靈敏度高選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，用于復(fù)方片劑中對乙酰氨基酚含量的分析，結(jié)果令人滿意。

一、實(shí)驗(yàn)部分

(一)儀器與藥品

CHI660電化學(xué)工作站（上海辰華）；P-L-lys/GCE為工作電極，鉑片電極為對電極，甘汞電極為參比電極；L-賴氨酸、對乙酰氨基酚標(biāo)準(zhǔn)品為阿拉丁公司生產(chǎn)（進(jìn)口分裝），復(fù)方對乙酰氨基酚片為拜耳醫(yī)藥保健有限公司生產(chǎn)（國藥準(zhǔn)字H20056948）。

（二）P-Lys/GCE電極的制備

首先在金相砂紙上打磨玻碳電極，然后依次用0.3和0.05μm氧化鋁粉在鹿皮上將電極表面打磨拋光，目測成鏡面，去離子水反復(fù)沖洗；然后將GCE依次至于濃硝酸，丙酮及去離子水中，分別超聲10 min；最后，將經(jīng)預(yù)處理之后的玻碳電極浸入2.0×10 mol·L-1pH7.0的L-賴氨酸PBS溶液中，在靜止條件下采用三電極體系，電位掃描范圍為-0.7～2.2 V，以100 mv/s的掃速循環(huán)掃描，循環(huán)10周后取出，用去離子水反復(fù)淋洗，得到聚L-賴氨酸修飾電極。在pH 7.5的PBS溶液中，以100 mv/s的掃速循環(huán)掃描活化10圈，用去離子水淋洗，室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

（三）實(shí)驗(yàn)方法

一定量待測物質(zhì)溶液置于10 mL容量瓶中，用不同pH值的PBS定容，然后移至電解池中。P-Lys/GCE電極或者裸電極（玻碳電極）作為工作電極，分別采用循環(huán)伏安法和差分脈沖伏安法進(jìn)行分析測定。每次掃描結(jié)束后，將電極置于空白液中掃描至無峰，然后再進(jìn)行下一次實(shí)驗(yàn)。

二、結(jié)果與討論

（一）L-賴氨酸在玻碳電極上的聚合

在pH 7.5的PBS中，以100 mv/s的掃速循環(huán)掃描活化10圈，如圖1所示，每條曲線代表掃描一圈。圖中可見，聚合過程中，有一個(gè)小的氧化電流，伏安掃描第1圈，在1.2V附近出現(xiàn)一個(gè)較寬的氧化峰，隨著掃描周數(shù)的增加，峰電流逐漸增大，而增加幅度逐漸變小，這說明每周電極表面L-Lys聚合量在不斷減少，聚合和沉積速度逐漸放慢，聚合物薄膜在玻碳電極表面逐漸完善。電極表面聚合物的厚度與循環(huán)伏安掃描周期數(shù)控制，且呈正比關(guān)系。掃描圈數(shù)少則膜薄，活性基團(tuán)少，測定靈敏度低；掃描圈數(shù)太多則膜厚，電子傳遞阻力增加，背景電流變大。經(jīng)過對比篩選，本實(shí)驗(yàn)選擇循環(huán)伏安掃描10圈。

圖1 L-賴氨酸聚合過程循環(huán)伏安圖

（二）對乙酰氨基酚在L-賴氨酸修飾電極上的電化學(xué)行為

采用循環(huán)伏安法在1.0×10-5mol·L-1對乙酰氨基酚溶液和PBS底液中進(jìn)行掃描，結(jié)果如圖2所示。由圖2可見，在PBS底液中，裸GCE和P-L-lys/GCE都沒有響應(yīng)；對乙酰氨基酚在修飾電極上循環(huán)伏安曲線比在裸電極上循環(huán)伏安曲線產(chǎn)生了一對明顯的氧化還原峰。

圖2 對乙酰氨基酚溶液和空白液在P-L-lys/GCE和GCE上的電化學(xué)行為

（三）pH值的選擇

選擇0.2mol/L磷酸緩沖溶液（PBS）作為介質(zhì)，分別以pH10.0、9.5、9.0、8.5、8.0、7.5、7.0、6.5、6.0、5.5和5.0的PBS為底液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（如圖3所示），結(jié)果表明pH= 7.5的0.2 mol·L-1磷酸緩沖溶液最好。

圖3 不同pH值緩沖溶液體系下對乙酰氨基酚的循環(huán)伏安圖

（四）掃描速度的影響

以1.0×10-5mol·L-1對乙酰氨基酚PBS溶液為對象，研究循環(huán)伏安掃描速度對峰電流和峰電位的影響（如圖4所示）。經(jīng)分析可知，隨掃描速度的增加氧化峰電位不斷正移，峰電流隨掃描速度的增大而線性增加，其線性方程為：lgIpa=-0.7637lgv-6.2922，（R2= 0.9974），式中，v為掃描速度，mv/s。結(jié)果表明對乙酰氨基酚在P-Lys/GCE電極上的電化學(xué)過程受吸附控制[7-8]。若將賴氨酸修飾電極從對乙酰氨基酚溶液中取出，置入PBS空白溶液中掃描，發(fā)現(xiàn)有目標(biāo)物氧化還原峰存在，其峰值隨掃描圈數(shù)迅速降低，此現(xiàn)象亦說明對乙酰氨基酚是吸附于修飾電極表面的。

圖4 (a)不同掃描速度下對乙酰氨基酚的循環(huán)伏安圖；(b)lgI對lgv作圖

（五）富集時(shí)間的影響

富集時(shí)間對峰電流有一定影響，其原因是對乙酰氨基酚是吸附于玻碳電極表面的。在優(yōu)化測定條件下，選擇1×10-5mol·L-1的對乙酰氨基酚溶液為測定對象，研究不同的富集時(shí)間對峰電流的影響。如圖5所示，富集時(shí)間越長，峰電流隨之增加，但增幅不大，當(dāng)富集時(shí)間為8s時(shí)，峰電流達(dá)到最大值，故本實(shí)驗(yàn)選擇最佳富集時(shí)間為8s。

圖5 富集時(shí)間對對乙酰氨基酚循環(huán)伏安曲線的影響影響

（六）對乙酰氨基酚的測定

分別采用循環(huán)伏法和脈沖伏安法測定了不同濃度的對乙酰氨基酚在P-L-lys/GCE上的電化學(xué)響應(yīng)，如圖6所示。對乙酰氨基酚的濃度增加，相對應(yīng)的氧化峰電流也隨之明顯增大。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，對乙酰氨基酚在P-Lys/GCE電極上的峰電流（Ipa）與其濃度（c）在1.6×10-7mol·L-1～1×10-4mol·L-1的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為：Ipa（A）=-0.1403c(mol·L-1)-1.05888×10-5，(R2=0.98)，檢測線為1×10-7mol·L-1。

圖6 （a）不同濃度的對乙酰氨基酚溶液在修飾電極上的循環(huán)伏安圖；（b）不同濃度的對乙酰氨基酚溶液在修飾電極上的脈沖伏安圖；（c）峰點(diǎn)位與對乙酰氨酚濃度的關(guān)系圖

（七）干擾實(shí)驗(yàn)

對5.0×10-5mol·L-1的對乙酰氨基酚進(jìn)行測定，允許測定誤差控制在5%，分別實(shí)驗(yàn)了不同的物質(zhì)對測定的影響。結(jié)果表明：100倍的葡萄糖、L-甘氨酸、抗壞血酸不干擾測定；500倍的K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cl-、不影響測定。

表1 樣品中對乙酰氨基酚的分析結(jié)果(n=3)

（八）樣品中對乙酰氨基酚含量的測定

取藥品“復(fù)方對乙酰氨基酚片”一片，將藥品碾碎，精密稱取其質(zhì)量，用pH7.5的BPS溶液溶解，轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中并定容。按實(shí)驗(yàn)方法取一定量的樣品溶液進(jìn)行測定，分析結(jié)果如表1所示。

三、結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)制備了L-賴氨酸修飾電極，通過考察對乙酰氨基酚在修飾電極上的電化學(xué)行為，證明賴氨酸修飾電極增加了對乙酰氨基酚的響應(yīng)，提高了對乙酰氨基酚檢測的靈敏度并顯示有較強(qiáng)的催化作用。聚賴氨酸修飾電極具有選擇性好，靈敏度高、電化學(xué)穩(wěn)定性好和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可用于測定藥劑中的對乙酰氨基酚，具有較好的應(yīng)用前景。

[1]楊寶峰.藥理學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2014.

[2]劉東風(fēng)，雷鍵.紫外分光光度法測定氨咖黃敏膠囊中對乙酰氨基酚含量[J].中國藥師,2009,12(7):986-987.

[3]韓正洲，吳曙光，李瓊婭，等.HPLC測定感冒靈顆粒中對乙酰氨基酚、咖啡因和馬來酸氯苯那敏的含量[J].中國藥學(xué)雜志,2010,45(3):228-230.

[4]程存歸,趙彥勤,梁剛鋒.復(fù)方氨酚烷胺片中對乙酰氨基酚的漫反射傅里葉變換紅外光譜法測定[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2003,34(2):87-89.

[5]梁奇峰，劉燕靜，丘秋霞.紅外光譜內(nèi)標(biāo)法測定感冒清膠囊中對乙酰氨基酚的含量[J].化學(xué)試劑，2014,36(9):812-814.

[6]趙志偉，申貴雋，谷靈燕.DL-賴氨酸-β-環(huán)糊精/碳納米管修飾電極的制備與應(yīng)用研究[J].中國無機(jī)分析化學(xué)，2015,5(1):70-74.

[7]Cao X M,Luo L Q,Ding Y P,et al.Simultaneous determina?tion of dopamine and uric acid on nafion/sodium dodecyl ben?zene sulfonate composite film modified glassy carbon elec?trode[J].J.Appl.Electro.Chem.,2009(39):1603-1608.

[8]陳小印，王宗花，張菲菲等.槲皮素在聚對氨基苯磺酸修飾電極上的電化學(xué)研究[J].青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版）, 2010,25(1):54-58.

Preparation of Poly-L-lysine Modified Electrode and Determination of Acetaminophen

Zhan Zhihua1,2,Tang Jing1,Xue Mingyue1
（1.Department of Chemistry and Pharmaceutical Sciences,Guilin Normal College.Guilin Guangxi 541001,China;2.School of Chemistry and Pharmaceutical Sciences,Guangxi Normal University,Guilin,Guangxi 541004,China）

Glassy carbon electrode was modified with poly-L-lysine films by electrochemical polymerization of L-lysine monomer.The effects of various experimental conditions,such as polymerization potential and circles,were studied as for the electrochemical polymerization process.In 0.2 mol/L PBS,the electrochemical behavior of acetaminophen on this electrode was investigated by using cyclic voltammetric.The CV response of acetaminophen increased linearly with the concentration in the range of 1.6×10-7mol·L-1～1×10-4mol·L-1(R2=0.98),and the detection limits were 1.01×10-7mol·L-1.

acetaminophen;Poly-L-lysine;polymer-modified electrode;cyclic voltammetric

065

A

1001-7070（2016）06-0127-04

(責(zé)任編輯：楊建香)

2016-09-15

廣西高等學(xué)校優(yōu)秀中青年骨干教師培養(yǎng)工程；2015年廣西教育廳科研項(xiàng)目“基于功能納米材料電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用研究”(項(xiàng)目編號：KY2015YB368).；2015年廣西職業(yè)教育教學(xué)改革項(xiàng)目“學(xué)習(xí)共同體教學(xué)模式在《化學(xué)工藝學(xué)》課程教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐”(項(xiàng)目編號：GXGZGZ2015B085)。

湛志華（1980-），男，湖北荊州人，博士，桂林師范高等?？茖W(xué)?；瘜W(xué)與藥學(xué)系副教授，主要從事分析化學(xué)及電化學(xué)等領(lǐng)域相關(guān)研究工作。