基于二氧化鈦納米管的高靈敏電化學(xué)發(fā)光體系測(cè)定白藜蘆醇

習(xí)霞　明亮

【摘 要】本文基于二氧化鈦納米管的納米增敏效應(yīng)以及雙恒電位激發(fā)模式，構(gòu)建了一個(gè)超靈敏的魯米諾電化學(xué)發(fā)光分析體系。在優(yōu)化了工作電位、流速等測(cè)定參數(shù)后，本分析體系在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1濃度區(qū)間內(nèi)發(fā)光信號(hào)的淬滅峰面積與白藜蘆醇的濃度呈線性關(guān)系。運(yùn)用本方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄酒中白藜蘆醇的靈敏定量檢測(cè)，結(jié)果令人滿意。

【關(guān)鍵詞】白藜蘆醇；二氧化鈦納米管；魯米諾；電化學(xué)發(fā)光

0 引言

白藜蘆醇是一種天然抗氧化劑，廣泛存在于種子植物中，具有抗氧化、預(yù)防心血管病、抗菌、抗腫瘤、降血脂、抑制血小板凝結(jié)等生理及藥理作用，在心血管病和癌癥防治方面有很大的應(yīng)用前景，受到研究人員越來(lái)越多的關(guān)注。目前，測(cè)定白藜蘆醇的方法主要有化學(xué)發(fā)光法[1]、高效液相色譜法[2]、毛細(xì)管電泳法[3]、分子熒光光譜法[4]和定量核磁共振波譜法[5]等。電化學(xué)發(fā)光分析法由于其靈敏度高、響應(yīng)快速等優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)前一種非常重要的分析方法。白藜蘆醇對(duì)魯米諾電化學(xué)發(fā)光信號(hào)具有明顯的淬滅效應(yīng)，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)對(duì)其靈敏的定量檢測(cè)。二氧化鈦納米管具有大表面積、良好的光催化性能等優(yōu)點(diǎn)，特別對(duì)魯米諾的電化學(xué)發(fā)光具有顯著的增敏作用，且光透性很好、便于制備，適合在發(fā)光體系中運(yùn)用[6]。本文基于雙恒電位激發(fā)模式以及二氧化鈦納米管的增敏效應(yīng)，構(gòu)建了一個(gè)超靈敏的魯米諾電化學(xué)發(fā)光分析體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)葡萄酒中白藜蘆醇的靈敏定量檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)在本實(shí)驗(yàn)室自行搭建的流動(dòng)注射雙恒電位激發(fā)電化學(xué)發(fā)光檢測(cè)裝置上進(jìn)行[7]。四電極體系：二氧化鈦納米管修飾ITO玻璃為第一工作電極（WE1），鉑片電極（2×5mm）為第二工作電極（WE2）以及銀絲參比電極（RE）和鉑絲對(duì)電極（CE）。

二氧化鈦納米管按照文獻(xiàn)[8]方法，通過(guò)水熱法制備；0.5% Nafion溶液；魯米諾；白藜蘆醇；所用試劑均為分析純；實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

1.2 葡萄酒樣品處理

取葡萄酒樣品適量于燒杯中，加入過(guò)量NaCl后低溫靜置3h，過(guò)濾除去單寧、脂肪酸及酒石酸等。濾液加熱至沸除去乙醇和揮發(fā)性芳香物質(zhì)。測(cè)定前樣品用0.22μm聚丙烯薄膜過(guò)濾除去細(xì)微顆粒。

1.3 分析方法

通過(guò)雙恒電位儀對(duì)兩工作電極提供各自的工作電位產(chǎn)生穩(wěn)定連續(xù)的電化學(xué)發(fā)光。當(dāng)注入樣品時(shí)，電化學(xué)發(fā)光會(huì)隨溶液中物質(zhì)濃度的變化產(chǎn)生響應(yīng)，根據(jù)光強(qiáng)的變化進(jìn)行定量分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 二氧化鈦納米管的形態(tài)表征

通過(guò)二氧化鈦納米管分散液的透射電鏡圖（圖1），我們可清楚地觀察到二氧化鈦納米管為典型的中空管狀結(jié)構(gòu)，管徑約20nm左右，管長(zhǎng)有數(shù)百納米，相互松散地盤旋纏繞折疊在一起，形成比較均勻的多孔立體結(jié)構(gòu)。這不僅可以為魯米諾的電化學(xué)反應(yīng)提供更多的活性位點(diǎn)，而且可增強(qiáng)電子空穴對(duì)的產(chǎn)生和遷移，從而增敏魯米諾的發(fā)光信號(hào)。

圖1 二氧化鈦納米管分散液的透射電鏡圖

2.2 測(cè)定參數(shù)的優(yōu)化

如圖2所示，兩工作電極上施加的工作電位對(duì)魯米諾電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度影響顯著。魯米諾的發(fā)光強(qiáng)度分別在E1約0.9V處（曲線a）以及E2于-0.5V附近時(shí)（曲線b）達(dá)到最大響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中優(yōu)選工作電位分別為E10.9V與E2-0.5V。

此外，檢測(cè)體系的流速對(duì)魯米諾的發(fā)光信號(hào)影響也很明顯。在1到30mLh-1的流速變化區(qū)間內(nèi)，魯米諾的響應(yīng)在10mLh-1處達(dá)到最高值，實(shí)驗(yàn)中選擇最佳流速為10mLh-1。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，我們采用1.0×10-8molL-1魯米諾溶液作為背景溶液，考察了注入白藜蘆醇的響應(yīng)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1濃度區(qū)間（下轉(zhuǎn)第4頁(yè)）（上接第7頁(yè)）內(nèi)發(fā)光信號(hào)淬滅峰面積與其濃度呈線性關(guān)系，線性回歸方程分別為ΔECL=5.4104+2.6104C（r=0.996）以及ΔECL=2.5104+7.8104C（r=0.998）。該體系對(duì)白藜蘆醇的絕對(duì)質(zhì)量檢測(cè)限（LODm）低至20pg（S/N=3）。

圖2 工作電位對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響

2.4 實(shí)際樣品測(cè)定

將前述1.2預(yù)處理的實(shí)際樣品用超純水稀釋，注入后檢測(cè)其發(fā)光響應(yīng)，以白藜蘆醇為指標(biāo)，換算出葡萄酒中總抗氧化物質(zhì)含量約為3.25±0.42mgL-1。

另外采用標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)來(lái)考察本法的可行性，平均回收率在92.6%～107.8%之間，表明該方法結(jié)果可靠。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馮琳，李麗.高錳酸鉀-甲醛-熒光素流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定白藜蘆醇[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)，2010，46（6）：694-695.

[2]柴菊華，孫曉偉，崔彥志，侍朋寶，朱鳳妹.HPLC法測(cè)定葡萄酒中白藜蘆醇的含量[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2014，35（22）：106-110.

[3]劉芳華，彭友元，葉建農(nóng).毛細(xì)管電泳-電化學(xué)檢測(cè)法測(cè)定葡萄和葡萄酒中的白藜蘆醇[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2005，24（3）：125-127.

[4]丘秀珍，彭翠紅，王少玲，郭會(huì)時(shí)，盧呂泉.分子印跡濾過(guò)型凈化柱凈化/分子熒光光譜法測(cè)定花生根中白藜蘆醇[J]. 分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2015，34（12）：1403-1407.

[5]禹珊，郭強(qiáng)勝，王會(huì)琳，高建平，許旭.定量核磁共振波譜法同時(shí)測(cè)定中藥虎杖中白藜蘆醇和虎杖苷的含量[J].分析化學(xué)，2015，43（1）：69-74.

[6]Q.Zhao，C.B.Xiao，Y.F.Tu，The electrochemiluminescence of luminol on titania nanotubes functionalised indium tin oxide glass for flow injection analysis. Talanta， 2015， 143， 90-96.

[7]T. T. Peng， L. Ming， Y. F. Tu， A new designed cell for luminol based electrochemiluminescence by bi-potentiostatic excitation for flow-injection analysis. J. Electroanal. Chem. 2015， 738， 8-13.

[8]H. Dai， Y. W. Chi， X. P. Wu， Y. M. Wang， M. D. Wei， G. N. Chen， Biocompatible electrochemiluminescent biosensor for choline based on enzyme/titanate nanotubes/chitosan composite modified electrode. Biosens. Bioelectron. 2010， 25， 1414-1419.endprint