聚蘇氨酸修飾鉛芯電極同時(shí)測定尿酸、黃嘌呤和次黃嘌呤①

郭曉玲， 崔繼文， 李錦蓮， 武冬梅

(佳木斯大學(xué)藥學(xué)院，黑龍江，佳木斯 154007)

0 引 言

黃嘌呤(XA)、次黃嘌呤(HX)和尿酸(UA)分別是嘌呤核苷酸代謝的中間和終產(chǎn)物，由于嘌呤核苷酸代謝過程中常涉及產(chǎn)生氧自由基，而目前多種疾病被報(bào)導(dǎo)其發(fā)病機(jī)制與氧自由基密切相關(guān)[1,2]?？梢?，簡單、高效和準(zhǔn)確測定UX、XA 和HX 在臨床檢驗(yàn)應(yīng)用中具有至關(guān)重要的意義[3～5]?；贚-蘇氨酸的聚合膜修飾2B鉛筆芯電極，研究檢測尿酸、黃嘌呤和次黃嘌呤同時(shí)在該修飾電極上的電化學(xué)伏安行為。2B鉛芯電極具有制備和操作簡單、尺寸和條件可控，所需樣品用量少，而且對(duì)尿酸、黃嘌呤和次黃嘌呤在電極表面上的氧化反應(yīng)均有一定的電催化特性，可用于實(shí)際樣品中三種嘌呤類物質(zhì)的同時(shí)敏感檢測。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器和試劑

黃嘌呤(XA)、次黃嘌呤(HX)和尿酸(UA)購于Sigma公司；蘇氨酸購于上海士峰生物公司；CHI660E電化學(xué)工作站(上海辰華儀器有限公司)；0.5mm2B鉛芯電極(上海晨光有限公司)；其它試劑均為分析純。

1.2 電極制備及電化學(xué)檢測

鉛芯電極經(jīng)細(xì)砂紙打磨成型后，用載有0.05μmol/LAl2O3拋光粉的稱量紙進(jìn)行拋光預(yù)處理，再清洗，氮?dú)獯蹈?。將處理后的鉛芯電極在0.5 mol /L H2SO4水溶液中，采用循環(huán)伏安法于-1.0 ～ 1.5 V電位范圍內(nèi)一定掃速下掃描10圈，對(duì)電極表面進(jìn)行連續(xù)陽極化激活。然后放置于2.5 mmo l/L蘇氨酸單體(pH 9 PBS)溶液中，基于掃描速度0.1 V /s，于電位-0.5 ～ 2.3 V的范圍內(nèi)，循環(huán)伏安技術(shù)連續(xù)掃描20圈。將已聚合蘇氨酸修飾膜的2B鉛芯電極用二次蒸餾水反復(fù)沖洗后，于pH 7.4 PBS溶液中，在0～1.2 V的電位范圍內(nèi)以0.05 V/s的掃速掃描20次，至背景曲線穩(wěn)定。二次蒸餾水清洗，晾干，即制得在電極表面覆蓋呈湖藍(lán)色的聚蘇氨酸膜修飾鉛芯電極(PT/PGE)。電化學(xué)測試由常規(guī)三電極體系構(gòu)成，PT/PGE為工作電極，含有飽和氯化鉀的Ag/AgCl作為參比電極，對(duì)電極采用細(xì)鉑絲。循環(huán)伏安技術(shù)(CV)和單線掃描伏安技術(shù)(LSV)作為測試方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 PT/PGE的電化學(xué)方法表征

圖1為裸鉛芯電極和聚蘇氨酸修飾2B鉛芯電極分別置于一定濃度的PBS和[Fe(CN)6]3-/4-溶液中，進(jìn)行電化學(xué)檢測的循環(huán)伏安掃描圖譜。由圖1 (A)可見，與PGE相比較，PT/PGE在PBS中掃描的背景電流明顯變寬，該結(jié)果充分說明2B鉛芯電極表面已成功覆蓋蘇氨酸的聚合薄膜，從而使裸鉛芯電極的有效電活性表面積大幅增加。另外圖1(B)顯示，在裸電極上出現(xiàn)了來自[Fe(CN)6]3-/4-的一對(duì)可逆的氧化峰和還原峰，其峰峰電位差(ΔE)幾乎超過90mV，而在PT/PGE上出現(xiàn)的一對(duì)[Fe(CN)6]3-/4-的氧化還原峰，ΔE僅為86 mV。 由此可見，蘇氨酸聚合膜的修飾使電極在鐵氰化鉀溶液中的ΔE有效減小，而峰電流增大，表明聚蘇氨酸修飾膜有效提高了電子從2B鉛芯電極表面到聚合膜與溶液界面之間的傳遞效率。

圖1 PBS和[Fe(CN)6]3-/4-在PT/PGE上的CVs圖

2.2 XA 、HX和UA在PT/PGE上的同時(shí)測定

圖2中曲線a是裸鉛芯電極PGE在50μmol/L XA 、HX和UA的標(biāo)準(zhǔn)品混合溶液中掃描的線性伏安圖，曲線b則是PT/PGE在該混合溶液中掃描的線性伏安圖。由曲線a能夠清晰看出，在裸鉛芯電極上，XA 、HX和UA的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)非常弱，UA的電化學(xué)氧化峰電位在0.3V附近才出現(xiàn)，在0.70V電位范圍才呈現(xiàn)XA的氧化響應(yīng)，而HX的氧化信號(hào)僅為1.10 V電位處出現(xiàn)的一個(gè)峰型極為模糊的包峰，難以精確實(shí)現(xiàn)HX的定量測定。由圖2b掃描曲線可見，在PT/PGE上同時(shí)呈現(xiàn)出來自三種嘌呤類物質(zhì)的三個(gè)尖銳的氧化峰，UA、XA和HX其相應(yīng)的氧化峰電位也分別發(fā)生負(fù)移至電位0.29、0.69 V和1. 0V處。與PGE電極相比，在PT/PGE上，UA、XA和HX的電化學(xué)伏安信號(hào)得到有效提高，響應(yīng)電流大幅度增加，而且氧化峰形狀更加尖銳。同時(shí)，UA、XA和HX的氧化峰電位均不同程度地下降。上述結(jié)果說明蘇氨酸聚合膜的修飾使電極對(duì)UA、XA和HX的電化學(xué)氧化有顯著電催化活性。其原因與PT/PGE帶負(fù)電的羧基官能團(tuán)密切相關(guān)，通過降低電化學(xué)氧化反應(yīng)的活化能，進(jìn)而加快了UA、XA和HX在電極表面的電子傳遞速率，實(shí)現(xiàn)了高的電催化作用。

2.3 UA、XA和HX在PT/PGE上的干擾性測定

為了考察在UA、XA和HX共存時(shí)，PT/PGE可以選擇性、無干擾的測定每一種嘌呤，采用LSV法研究一系列不同濃度的任意一種物質(zhì)在另外兩種物質(zhì)濃度恒定時(shí)，在PT/PGE上電化學(xué)行為的變化趨勢。

圖2 UA、XA和HX在PT/PGE上的LSVs圖

如圖3(A)所示，保持XA和HX的濃度恒定，改變尿酸的濃度，隨尿酸濃度由低到高增加，其相應(yīng)的氧化峰電流隨UA的濃度增加而呈線性增加，而XA和HX氧化峰電流幾乎保持不變。同樣，圖3(B)和(C)表明隨著XA和HX的濃度增加，XA和HX在PT/PGE上的氧化峰電流也相應(yīng)增加，另外兩種化合物由于濃度恒定，其電化學(xué)響應(yīng)幾乎維持不變。由此可見，當(dāng)UA、XA和HX共存時(shí)，PT/PGE對(duì)其中任何一種化合物的選擇性測定均不受到另外兩種化合物的影響。因此，PT/PGE可以用于UA、XA和HX共存條件下任一種嘌呤類物質(zhì)的選擇性測定。

圖3 UA、 XA 和HX共存時(shí)任一物質(zhì)選擇性測定的LSVs

3 結(jié) 論

采用PT/PGE對(duì)UA、XA和HX進(jìn)行了電化學(xué)同時(shí)檢測。結(jié)果表明該聚蘇氨酸修飾2B鉛芯電極對(duì)UA、XA和HX的同時(shí)電化學(xué)氧化均呈現(xiàn)高效的電催化性能，而且，還可以在三種物質(zhì)共存時(shí)，無干擾地選擇性檢測任一物質(zhì)。聚蘇氨酸修飾2B鉛芯電極不僅制備和操作簡單，而且高效準(zhǔn)確，為聚合膜修飾電極用于細(xì)胞內(nèi)各嘌呤的電化學(xué)檢測奠定基礎(chǔ)。