基于摻雜SiO2/漆酚復(fù)合物電化學(xué)發(fā)光傳感器的制備及厚樸酚的檢測(cè)

曾 磊，曹 宇，雷福厚，史伯安*

(1.湖北民族大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院, 湖北 恩施 445000; 2.廣西民族大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，廣西林產(chǎn)化學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣西 南寧 530006)

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 儀器、材料及藥品

MPI-E型電致化學(xué)發(fā)光分析系統(tǒng)，西安瑞邁公司；三電極系統(tǒng)，上海辰華儀器有限公司；JSM- 6510lv型掃描電子顯微鏡(SEM)，日本電子株式會(huì)社；HS3120超聲波發(fā)生器，昆山市超聲儀器有限公司；微量移液器；磁力加熱攪拌器；TDL5M臺(tái)式低速冷凍離心機(jī)，湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；RF-6000熒光分光光度計(jì)，日本島津。

生漆(湖北利川毛壩)，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%生漆丙酮溶液備用；厚樸酚(中國藥品生物制品檢定所)配制成8 mg/L乙醇溶液，保存于4 ℃的冰箱中備用。Ru(bpy)3Cl2·6H2O、正硅酸乙酯(TEOS)、無水乙醇和氨水均為分析純；水為二次蒸餾水。

1.3 電化學(xué)發(fā)光傳感器的構(gòu)建

1.3.1修飾電極的制備 依次使用尺寸為1.0、0.3和0.05 μm的Al2O3粉末將玻碳電極(GCE，d=3.5 mm)研磨拋光，每次拋光后先后在乙醇和蒸餾水中各超聲波清洗10 min，在25 ℃下烘干備用。將一定量的RuDS加入到丙酮生漆溶液中，超聲波分散50 min，然后手工將10 μL此復(fù)合溶液均勻滴涂在處理好的GCE表面，在室溫條件下晾干備用，即為修飾電極。

1.4 厚樸酚的檢測(cè)

在優(yōu)化條件下，將漆酚/RuDS修飾電極置于含有不同濃度厚樸酚的測(cè)試底液中，在室溫下進(jìn)行循環(huán)伏安法測(cè)量，電位為0.2～2.0 V，掃描速度為100 mV/s，光電倍增管負(fù)高壓為800 V。記錄電化學(xué)發(fā)光信號(hào)的變化值(ΔI)，對(duì)不同濃度的厚樸酚標(biāo)準(zhǔn)品作標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而測(cè)量樣品中厚樸酚的濃度。

1.5 表征與分析

1.5.2SEM分析 將漆酚/RuDS混合物均勻滴涂于載玻片上，成膜后將其撕下。取適量樣品平鋪到導(dǎo)電膠上，并對(duì)其進(jìn)行噴鉑處理，用JSM- 6510lv掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察。

1.5.3電化學(xué)性質(zhì) 選定MPI-E型電致化學(xué)發(fā)光工作站，修飾電極為工作電極，Pt電極為對(duì)照電極，Ag/AgCl為參比電極(飽和KCl溶液)。測(cè)試均在0.1 mol/L PBS中進(jìn)行。使用循環(huán)伏安(CV)法研究修飾電極的電化學(xué)行為，電位為0.2～2.0 V，掃描速度為100 mV/s。在光電倍增管負(fù)高壓為800 V的條件下，記錄電化學(xué)發(fā)光(ECL)信號(hào)。

2 結(jié)果與討論

2.1.2SEM分析 漆酚/RuDS復(fù)合膜的SEM圖見圖2。圖2(a)表明漆酚聚合物膜具有良好的三維立體孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔壁粗糙，有利RuDS分布其上或嵌入其內(nèi)部。圖2(b)可清楚地觀察到復(fù)合膜上有清晰可見的粒子分布于其中，說明RuDS已成功附著于復(fù)合膜內(nèi)。

圖1 熒光光譜圖

Fig.1 Fluorescence spectra

a.漆酚聚合物 urushiol polymer; b.漆酚/RuDS urushiol/RuDS

圖2 復(fù)合膜的SEM圖

Fig.2 The SEM images of composite flim

2.2 傳感器的電化學(xué)和電化學(xué)發(fā)光行為

2.3 厚樸酚在修飾電極上的電化學(xué)發(fā)光行為

將8×10-6g/L的厚樸酚溶液加入到0.1 mol/L的PBS緩沖液中，并混合均勻，以修飾電極為工作電極進(jìn)行循環(huán)伏安掃描，光電倍增管負(fù)高壓為800 V的條件下，記錄電化學(xué)發(fā)光信號(hào)，結(jié)果如圖5。

2.4 漆酚/RuDS復(fù)合膜對(duì)修飾電極ECL的影響

圖9 掃描速率對(duì)ECL強(qiáng)度的影響Fig.9 The effect of scan rate on the ECL intensity

2.4.4掃描速率 在優(yōu)化條件制備修飾電極，在厚樸酚質(zhì)量濃度為4.0×10-6g/L，pH值為6.5的PBS底液中考察了掃描速率在50～500 mV/s的范圍內(nèi)對(duì)修飾電極電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響，結(jié)果如圖9。在掃描速率為50～500 mV/s 的范圍內(nèi)，隨著掃描速率的增大，其發(fā)光強(qiáng)度先增后減，當(dāng)掃描速率為100 mV/s時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大。因此選擇100 mV/s的掃描速率進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.5 傳感器對(duì)厚樸酚的電化學(xué)發(fā)光響應(yīng)

2.5.1線性范圍和檢出限 在選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定系列厚樸酚溶液的電化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度。定義修飾電極在空白的PBS緩沖溶液中的ECL的強(qiáng)度為I0，在含有厚樸酚的PBS緩沖溶液中的ECL的強(qiáng)度為Ix，相對(duì)ECL強(qiáng)度ΔI(ΔI=Ix-I0)與厚樸酚質(zhì)量濃度(c)在8×10-8～8×10-5g/L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)互為線性關(guān)系。其線性回歸方程為ΔI=2.016×106c+13.302，相關(guān)系數(shù)0.993 6，以大于噪音信號(hào)3倍的電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度為最低檢出限，重復(fù)5次以上實(shí)驗(yàn)得出最低檢出限為3.7×10-8g/L。對(duì)質(zhì)量濃度為8×10-6g/L厚樸酚進(jìn)行8次平行測(cè)定其RSD為3.5%，表明其具有良好的重現(xiàn)性。

2.5.2合成樣品分析 將中藥厚樸中幾種常見共存物質(zhì)與厚樸酚標(biāo)準(zhǔn)溶液混合后配制成合成樣品 1～3號(hào)，使其中厚樸酚的質(zhì)量濃度分別為4.8、8.0和10.0 μg/L，然后用本研究的方法對(duì)合成樣品中的厚樸酚進(jìn)行測(cè)定(n=8)，結(jié)果見表1。由表1可知,樣品收率為98.7%～103.0%，RSD為1.8%～4.3%，表明本方法具有較好的可行性。

表1 合成樣品中厚樸酚的測(cè)定結(jié)果

3 結(jié) 論