槲皮素在電活化玻碳電極上的電化學(xué)行為測(cè)定

董宏博，崔桂花，李文亮

(吉林醫(yī)藥學(xué)院化學(xué)教研室，吉林 吉林 132013)

槲皮素是一種多羥基黃酮類化合物，具有抗炎、抗過敏、抗氧化、抗心律失常、抗腫瘤、抑制黃曲霉素產(chǎn)生等廣泛的藥理作用[1]。因此，建立高效、靈敏的槲皮素檢測(cè)方法對(duì)中藥的質(zhì)量控制、提高制劑水平有重要意義。目前檢測(cè)槲皮素的方法有很多，其中電化學(xué)是一種簡(jiǎn)單、便捷、靈敏、快速的方法，且相對(duì)于目標(biāo)分析物，電化學(xué)活性物質(zhì)對(duì)其干擾少或沒有[2]。研究表明玻碳電極經(jīng)電氧化預(yù)處理后可以改善其電化學(xué)性能。恒電位陽極氧化法是常用方法之一，是指將玻碳電極在恒定的正電位下氧化一定時(shí)間，達(dá)到活化電極的目的[3]。本研究采用恒電位陽極氧化法活化玻碳電極對(duì)槲皮素有良好的響應(yīng)作用，在醋酸-醋酸鈉緩沖溶液，于0.385 9 V和0.328 3 V處產(chǎn)生一對(duì)準(zhǔn)可逆的氧化還原峰，建立了測(cè)定槐花中槲皮素含量的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

LK2005電化學(xué)工作站(南京蘭力科儀器有限公司)；超聲波清洗機(jī)KQ-250DE型(昆山市超聲儀器有限公司)。

槲皮素(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；槐花(購于藥房)；醋酸、醋酸鈉等試劑均為分析純。

配制0.001 mol/L槲皮素儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品0.030 2 g，用無水乙醇超聲溶解，70%乙醇定容至100 mL冷藏保存。

1.2 電化學(xué)預(yù)處理玻碳電極的制備

將玻碳電極在金相砂紙上打磨，再用Al2O3拋光粉(3000目)拋光，然后用超純水淋洗。把玻碳電極放在pH=7.0的磷酸鹽緩沖溶液中，在+1.4 V電位下陽極氧化400 s，再在-0.9 V下還原200 s，接著在0～1 V范圍內(nèi)循環(huán)至穩(wěn)定。

1.3 槲皮素的測(cè)定

將預(yù)處理后的玻碳電極為工作電極，Ag/AgCl電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，浸入槲皮素的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液(pH=4.4)中，在-0.1～0.7 V范圍內(nèi)，0.1 V/s掃描速度下，進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)定。每次掃描結(jié)束后，將電極置于空白底液中掃描至無峰，即可更新電極。

2 結(jié)果與分析

2.1 槲皮素在預(yù)處理玻碳電極上的電化學(xué)行為

裸玻碳電極為工作電極，在0.5 mol/L的H2SO4溶液中，三電極體系在-1.2～-1.1 V范圍內(nèi)，0.2 V/s的掃速下循環(huán)掃描20周，得到硫酸活化的玻碳電極。

分別以硫酸活化玻碳電極和恒電位活化玻碳電極為工作電極，采用循環(huán)伏安法在24.16 mg/L的槲皮素底液中進(jìn)行掃描。由圖1可知，硫酸活化電極測(cè)得的槲皮素峰電位為0.426 9 V和0.358 3 V,ΔEp=69 mV。在恒電位活化電極上產(chǎn)生了更大峰電流的氧化還原峰，峰電位為0.385 9 V和0.328 3 V，ΔEp=58 mV，比硫酸活化的ΔEp小，并且Ipa/Ipc約為1，所以恒電位活化比硫酸活化電極更靈敏，此電極反應(yīng)是一個(gè)準(zhǔn)可逆過程。

a.槲皮素在恒電位活化電極上的電化學(xué)行為;b.槲皮素在硫酸活化電極的電化學(xué)行為

2.2 掃描速度的影響

考察了4.0×10-5mol/L的槲皮素溶液在0.025～0.2 V/s的不同掃速的循環(huán)伏安行為。實(shí)驗(yàn)表明：隨著掃描速度的增大，氧化峰峰電流不斷增大，電位出現(xiàn)了向正電位移動(dòng)的現(xiàn)象(圖2)。氧化峰峰電流與掃描速度在0.025～0.2 V/s之間呈線性關(guān)系，線性回歸方程為：Ipa=9.794 8v+0.343 4，R2=0.987 2。說明電極過程是由吸附速率所控制。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，掃描速度為0.1 V/s時(shí)氧化峰峰形最好，因此實(shí)驗(yàn)中選擇掃描速度為0.1 V/s。

根據(jù)Laviron理論，如果CV峰電流與掃描速度呈線形關(guān)系時(shí)，則物質(zhì)在電極上的吸附符合Langmuir吸附等溫式，即有:根據(jù)方程Ipa=n2F2AΓTν/4RT=nFQν/4RT，式中Q=nFAΓ為循環(huán)伏安單一過程的峰面積(以電量計(jì))[4]。當(dāng)0.1 V/s掃描速度下，氧化峰的峰面積為0.509 3 μC時(shí)，求出電子轉(zhuǎn)移數(shù)n=2.0。這表明反應(yīng)過程中有兩個(gè)電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，這與文獻(xiàn)中的報(bào)道一致[5]。

圖 2 掃描速率對(duì)槲皮素的電化學(xué)行為的影響

2.3 體系pH值的選擇

考察了4.0×10-5mol/L的槲皮素溶液在不同pH值的醋酸-醋酸鈉緩沖溶液中循環(huán)伏安行為。實(shí)驗(yàn)表明：在pH=3.6～5.6之間，氧化峰的峰電位隨著pH值的增大而負(fù)移。氧化峰電位與pH呈線性關(guān)系，線性回歸方程為：Epa=-0.0547pH+0.6209，R2=0.978 1。根據(jù)能斯特方程：Ep=E0-0.059pH×m/n，所以0.0547=0.059×m/n，因此n=2時(shí)，m=2[6]。說明槲皮素的在電極表面的電化學(xué)反應(yīng)為2個(gè)電子、2個(gè)質(zhì)子傳遞的準(zhǔn)可逆電極反應(yīng)。在pH為4.4時(shí)槲皮素標(biāo)準(zhǔn)溶液的氧化峰峰電流最大，峰形最好，因此實(shí)驗(yàn)中選擇pH為4.4。

2.4 恒電位氧化預(yù)處理?xiàng)l件的選擇

2.4.1氧化預(yù)處理電位

8.0×10-5mol/L的槲皮素溶液在不同的氧化預(yù)處理電位下，進(jìn)行循環(huán)伏安法測(cè)定。隨著預(yù)處理電位的增加，峰電流發(fā)生明顯變化，而峰電位變化較小。當(dāng)氧化預(yù)處理電位為1.4 V下時(shí)，氧化峰峰電流最大(-4.895 4 μA)。因此選擇1.4 V作為最佳氧化預(yù)處理電位。

2.4.2氧化預(yù)處理時(shí)間

玻碳電極在1.4 V下分別陽極氧化200、300、400、500 s，其余條件不變，采用循環(huán)伏安法測(cè)定8.0×10-5mol/L槲皮素標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)果表明：氧化時(shí)間為400 s時(shí)，氧化峰峰電流最大(-4.538 2 μA)，因此最佳的電氧化時(shí)間為400 s。

2.5 工作曲線

槲皮素氧化峰電流隨濃度的增加而增大，槲皮素濃度在6.04～24.16 mg/L范圍內(nèi)與氧化峰電流呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為：Ipa=-0.128c-1.141 9，R2=0.970 8(Ipa：μA，c：mg/L，n=5)。

2.6 樣品分析

稱取85 ℃干燥2 h的槐花粉末2.000 4 g，于索氏提取器中，加入石油醚100 mL，加熱回流3 h。3 h后棄去石油醚再入70%乙醇90 mL、2%鹽酸20 mL回流提取3 h，提取液趁熱減壓抽濾3次，濾液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中用70%乙醇定容。平行吸取槲皮素提取液2 mL 4份，進(jìn)行循環(huán)伏安測(cè)定?；被ㄖ虚纹に氐钠骄繛?.78%(m/m)，RSD=0.87%，重現(xiàn)性非常好。

2.7 回收率

精確吸取槲皮素提取液2 mL 3份，分別加入槲皮素標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0、1.2、2 mL,用電氧化預(yù)處理好的電極，采用循環(huán)伏安法測(cè)定。結(jié)果顯示加標(biāo)回收率為98.74%、102.15%、110.46%，平均回收率為103.78%,說明此方法的準(zhǔn)確性較高。

3 結(jié) 論

恒電位陽極氧化法處理后的玻碳電極對(duì)槲皮素的測(cè)定有明顯的電化學(xué)響應(yīng)，比硫酸極化后更靈敏。同時(shí)探討了預(yù)處理時(shí)間和預(yù)處理電位對(duì)測(cè)定的影響。在最佳的條件下，該電極反應(yīng)是兩電子、兩質(zhì)子傳遞的受吸附控制的準(zhǔn)可逆的電極過程。槲皮素的氧化峰電流與濃度在6.04～24.16 mg/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，由此建立了測(cè)定槲皮素含量的常規(guī)分析方法。此方法簡(jiǎn)單、快捷，為槐花有效成分的含量測(cè)定提供一定的參考。