基于電化學(xué)發(fā)光 傳感器檢測(cè)己烯雌酚

樊雪梅， 王書民， 李哲建， 劉 萍

(商洛學(xué)院化學(xué)工程與現(xiàn)代材料學(xué)院，陜西商洛 726000)

己烯雌酚(Diethylstilbestrol,DES)是一種人工合成的雌性激素，常用來調(diào)節(jié)動(dòng)物的生理機(jī)能，醫(yī)學(xué)上用于治療雌激素缺乏癥。但DES 也被不恰當(dāng)?shù)貫E用于飼料添加劑中作為動(dòng)物的促生長(zhǎng)素[1]。所以DES的檢測(cè)對(duì)于食品安全非常重要。目前測(cè)定DES的方法有高效液相色譜法[2 - 3]、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[4 - 5]、化學(xué)發(fā)光法[6]、熒光免疫分析法[7 - 9]和伏安法[10 - 12]等。

電化學(xué)發(fā)光因其設(shè)備簡(jiǎn)單、靈敏度高、適用范圍廣等特點(diǎn)越來越受到人們的關(guān)注，但利用電化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)DES的報(bào)道僅有一篇。即呂昊等[13]采用殼聚糖包覆的方法將簇狀納米MnO2固定在玻碳電極表面，基于DES在該電極上能夠增強(qiáng)魯米諾體系的電化學(xué)發(fā)光,據(jù)此建立了測(cè)定DES的方法。近年來，通過將發(fā)光試劑固定在電極表面從而制備得到固相電化學(xué)發(fā)光傳感器，這樣既節(jié)約了昂貴的發(fā)光試劑又提高了靈敏度，拓寬了電化學(xué)發(fā)光法在分析化學(xué)中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

MPI-E型電致化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)(西安瑞邁電子科技有限公司)；Zennium電化學(xué)工作站(德國，Zahner公司)；UV-1600PC 紫外-可見分光光度計(jì)(上海美譜達(dá)儀器有限公司)；JEM-2100透射電子顯微鏡(TEM)(日本，JEOL公司)；WF-300D超聲波清洗機(jī)(寧波海曙五方超聲設(shè)備有限公司)；PT-RO 10L實(shí)驗(yàn)室超純水設(shè)備(上海品拓環(huán)保工程設(shè)備有限公司)。三電極系統(tǒng)：工作電極為裸玻碳電極或修飾電極，Ag/AgCl(飽和KCl 溶液)為參比電極，Pt絲為對(duì)電極。

0.01 mol/L DES(美國Sigma)儲(chǔ)備液；0.01 mol/L三聯(lián)吡啶釕(Sigma公司)儲(chǔ)備液；0.01%氯金酸(美國Sigma)溶液；1%檸檬酸(西安化學(xué)試劑廠)溶液；0.10 mol/L pH=7.0的 PBS(含0.05 mol/L三正丙胺(TPA))溶液；0.05 mol/L [Fe(CN)6]3-/4--0.10 mol/L KCl的0.10 mol/L pH=7.0的PBS；0.5%Nafion/AuNPs的配制：按1∶2體積比將0.5%Nafion和AuNPs混勻，超聲處理30 min后，于冰箱中2 ℃保存?zhèn)溆?。?shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 AuNPs的制備

采用檸檬酸鈉還原法[14]制備AuNPs。取250 mL錐形瓶，加入100 mL 0.01%氯金酸溶液，加熱至沸，加入2.75 mL 1%檸檬酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌，煮沸12 min，顏色由紫紅色變?yōu)榫萍t色，停止加熱，自然冷卻至室溫。將該溶液裝入棕色瓶中，于4 ℃保存，備用。

1.3 電化學(xué)發(fā)光傳感器的制備

圖1 電化學(xué)發(fā)光傳感器的原理圖Fig.1 The principle diagram of electrochemical luminescence sensor

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

圖2 AuNPs的紫外-可見光譜(A)和透射電(TEM)(B)圖Fig.2 UV-Vis spectra (A) and TEM images (B) of AuNPs

2 結(jié)果與討論

2.1 AuNPs的表征

對(duì)制備的AuNPs進(jìn)行了紫外-可見光譜和透射電鏡(TEM)表征，見圖2。由圖可知，AuNPs最大吸收波長(zhǎng)為521 nm，這是球形AuNPs表面等離子吸收的特征峰。如圖2B所示，AuNPs的平均粒徑約為20 nm左右，且分散效果良好。

圖3 不同電極在0.05 mol/L [Fe(CN)6]3-/4--0.10 mol/L KCl的0.10 mol/L PBS(pH=7.0)中的循環(huán)伏安圖(A),不同電極在0.1 mol/L pH=7.0 的PBS(含0.05 mol/L TPA)中的電化學(xué)發(fā)光圖(B)和連續(xù)循環(huán)電位掃描10圈的電化學(xué)發(fā)光-時(shí)間曲線圖(C)Fig.3 Cyclic voltammograms in 0.05 mol/L [Fe(CN)6]3-/4--0.1 mol/L pH=7.0 PBS(A),ECL intensity-potential profiles in mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA(B),and ECL intensity-time curves of obtained in 0.1 mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA from continuous potential scanning over ten cycles(C)

2.3 DES在修飾電極上的電化學(xué)發(fā)光行為

圖在不含DES(a)和含1.0×10-8 mol/L DES的0.1 mol/L PBS(pH=7.0,含0.05 mol/L TPA)中的電化學(xué)發(fā)光響應(yīng)圖Fig.4 ECL intensity-potential profiles obtained at in the absence(a) and presence(b) of 1.0×10-8 mol/L DES with 0.1 mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA

2.4 實(shí)驗(yàn)條件的選擇

實(shí)驗(yàn)考察了反應(yīng)時(shí)間和pH值對(duì)電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響，見圖5。由圖5A可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，電化學(xué)發(fā)光信號(hào)逐漸降低，到15 min時(shí)發(fā)光強(qiáng)度趨于平穩(wěn)，再繼續(xù)增加結(jié)合時(shí)間，響應(yīng)信號(hào)幾乎不變。這表明15 min時(shí)即可達(dá)到最大程度猝滅，因此選擇15 min作為反應(yīng)時(shí)間。DES中含有羥基，故體系的pH對(duì)電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度有一定的影響，由圖5B可知，隨著pH的增大，抑制效果先增大后減小，當(dāng)pH=7.0時(shí)，抑制效果最大。因此選擇pH=7.0的緩沖溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖5 反應(yīng)時(shí)間(A)和pH(B)對(duì)電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響Fig.5 Effect of the interaction time(A) and pH(B) on the ECL intensity with 1.0×10-8 mol/L DES on at 100 mV/s in 0.1 mol/L pH=7.0 PBS containing 0.05 mol/L TPA

2.5 干擾實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行了干擾實(shí)驗(yàn)。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)DES濃度為1.0×10-8mol/L，相對(duì)誤差不超過±5%時(shí)，1 500 倍的K+、Na+、Fe2+、Zn2+、Cu2+、Mg2+，1 000倍的Al3+、Fe3+、Cu2+，800倍的葡萄糖、蔗糖、淀粉、多巴胺，500倍的尿酸、色氨酸、羥脯氨酸，200倍的L-賴氨酸、L-谷氨酸和抗壞血酸不干擾測(cè)定。

2.6 線性范圍、檢出限、傳感器的重現(xiàn)性

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定不同濃度DES的電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度，并繪制工作曲線。結(jié)果表明，在1.0×10-10～5.0×10-7mol/L范圍內(nèi)，電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度和DES濃度的負(fù)對(duì)數(shù)呈良好的線性關(guān)系，線性方程為：ΔI=9507.1 + 897.6lgc，相關(guān)系數(shù)R=0.9936，檢出限(S/N=3)為6.0×10-11mol/L。對(duì)1.0×10-8mol/L EDC平行測(cè)定11次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為2.7%，說明該修飾電極有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。

2.7 樣品測(cè)定

取5片DES(天津力生制藥股份有限公司)于研缽中研磨,稱取0.5 g用乙醇超聲溶解,離心。收集上層清液并定容于500 mL容量瓶中,將該溶液稀釋1 000倍，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 樣品的測(cè)定及回收率實(shí)驗(yàn)(n=3)Table 1 Determination of DES inTablets(n=3)

3 結(jié)論