石墨烯基電化學(xué)傳感器檢測(cè)鹽酸洛美沙星

彭吉，王立剛，岳志勁，王艷鳳，郭子英

（1.大同市綜合檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山西大同 037006；2.山西大同大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，山西大同 037009）

文獻(xiàn)報(bào)道測(cè)定該類藥品含量的方法主要有毛細(xì)管電泳法［2］、分光光度法［3］、高效液相色譜法［4–7］、熒光光譜法［8–10］、微量透析法［11］、酶聯(lián)免疫法［12］、分子印跡法［13］、化學(xué)發(fā)光法［14］、離子色譜法等。這些方法有的成本太高，有的分析步驟繁瑣，有的需要用到較多有毒的有機(jī)試劑，因此有必要研究快速、無(wú)毒、操作簡(jiǎn)便、靈敏的測(cè)定抗生素的方法。

與其它方法相比，差分脈沖溶出伏安法不僅能同時(shí)測(cè)定多種重金屬離子，而且具有靈敏度高［14–16］、選擇性好、速度快、操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合于痕量金屬離子的檢測(cè)，另外化學(xué)修飾電極具有高選擇性，該法廣泛應(yīng)用于藥物檢測(cè)中。

筆者基于鹽酸洛美沙星可與Zn(SCN)42–形成離子締合物沉淀的特點(diǎn)，用Nafion（全氟磺酸）–石墨烯復(fù)合膜制備成電化學(xué)傳感器，在KSCN–HSCN介質(zhì)中用差分脈沖溶出伏安法測(cè)定離子締合物沉淀中鋅(Ⅱ)的含量，間接測(cè)定鹽酸洛美沙星的含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電化學(xué)工作站：CHI660E 型，上海辰華儀器有限公司。

三電極：包括圓盤玻碳電極（Φ3 mm）、甘汞參比電極、213 型鉑片電極，上海分析儀器廠。

pH 計(jì)：9pHSJ–4A 型，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

湯顯祖的另二部劇作——未完成的處女作《紫簫記》，以及“臨川四夢(mèng)”之一的《紫釵記》，均根據(jù)唐人蔣防的傳奇《霍小玉傳》改編。這固然是因了湯顯祖“其才情在淺深濃淡雅俗之間，為獨(dú)得三味”[6]，故使他“任何一劇，也都是最晶瑩的珠玉，足以使小詩(shī)人們妒忌不已的，那是最雋妙的抒情詩(shī)，最綺艷、同時(shí)又是最瀟灑的歌曲”[7]，但跟小說(shuō)本身也有著很大的關(guān)系。

電子天平：FA 2004N 型，感量為0.1 mg，上海菁海儀器有限公司。

鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.10 mol／L，準(zhǔn)確稱取1.636 4 g高純鋅（99.99%），以適量的硝酸溶解，溶于水，定容于250 mL 容量瓶中，用時(shí)以二次蒸餾水適當(dāng)稀釋。

KSCN 溶液：1.0 mol／L，準(zhǔn)確稱取49.330 0 g KSCN，溶于水，定容于500 mL 容量瓶中。用時(shí)以二次蒸餾水適當(dāng)稀釋。

Nafion 溶液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，溶劑為95%無(wú)水乙醇，美國(guó)杜邦公司，用時(shí)稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%。

石墨烯分散液：0.5 mg／mL，分散在乙醇溶液（無(wú)水乙醇和蒸餾水的體積比為1∶1）中，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.5%，中國(guó)藥品生物制品檢定所。

鹽酸洛美沙星膠囊樣品：鹽酸洛美沙星膠囊（諾靈盾），南京白敬宇制藥有限責(zé)任公司。

實(shí)驗(yàn)所用其它試劑均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為高純水。

1.2 溶液配制

1.2.1 鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液

準(zhǔn)確稱取0.050 0 g 鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)品，置于10 mL 比色管中，加入2.00 mL 0.1 mol／L 的NaOH溶液，使其溶解，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻，制得5 mg／mL 的鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液，搖勻，置于冰箱中備用。

1.2.2 鹽酸洛美沙星樣品溶液

取3 粒規(guī)格相同的鹽酸左氧氟沙星膠囊，去殼（用小毛刷將殼內(nèi)容物全部轉(zhuǎn)移出來(lái)）,用分析天平以差減法準(zhǔn)確稱取膠囊固體粉末內(nèi)容物的質(zhì)量，將固體粉末用少量0.1 mol／L 的NaOH 溶液溶解，真空抽濾，除去膠囊輔料中的不溶物，將濾液轉(zhuǎn)移至50 mL 棕色容量瓶中定容，搖勻，置于冰箱中備用。

1.3 儀器工作條件

電沉積電位：–3.50 V；電沉積時(shí)間：180 s；脈沖幅度：0.38 s；脈沖寬度：3 s；初始電位：–3.40 V；終止電位：–0.60 V；脈沖間隔：0.2 s；平衡時(shí)間：2 s。

1.4 玻碳電極處理

用金相砂紙及氧化鋁粉將玻碳電極（GCE）表面拋光，然后浸泡在高純水中超聲清洗5 min，取出后用擦鏡紙擦干凈，直至光亮。再將三電極插入1.00 mol／L H2SO4溶液中，在電位為–1.50～1.50 V 下進(jìn)行循環(huán)伏安法掃描20 min，出現(xiàn)完好的氫和氧吸附和氧化峰，證明電極表面達(dá)到較好的清潔活化程度。

1.5 Nafion–石墨烯修飾電極制備

準(zhǔn)確移取1 mL Nafion 溶液，置于5 mL 帶塞塑料管中，向其中加入1.5 mL 石墨烯溶液，然后將塑料管置于燒杯中，用超聲儀中超聲30 min，得到分散均一的Nafion–石墨烯復(fù)合物。用微量進(jìn)樣器均勻滴加8 μL 上述石墨烯–Nafion 復(fù)合物于玻碳電極表面，凈置12 h，干燥得Nafion–石墨烯修飾電極。

1.6 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確移取0.50 mL 鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)（樣品）溶液于10 mL 離心管中，分別依次加入0.50 mL 0.02 mol／L 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液、0.50 mL 0.70 mol／L KSCN 溶液、0.50 mL 6.0×10–2mol／L 鹽酸溶液，立刻出現(xiàn)白色沉淀，振蕩，使反應(yīng)完全，靜置6 min，離心分離，小心移去上層清液，用0.50 mol／L KSCN 溶液洗滌沉淀3 次（0.50 mL／次），用適量水溶解沉淀并定容于50 mL 容量瓶中，搖勻。準(zhǔn)確移取25.00 mL 該溶液于另一只50 mL 容量瓶中，再加入6 mL 0.70 mol／L KSCN 溶液，用水定容，搖勻測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 Nafion 與石墨烯體積比

固定鹽酸洛美沙星溶液的質(zhì)量濃度為5 mg／mL，鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.02 mol／L，KSCN溶液的濃度為0.7 mol／L，Nafion–石墨烯混合后超聲30 min，用微量進(jìn)樣器均勻滴加8 μL 于玻碳電極表面，改變修飾電極中Nafion 與石墨烯的體積比分別為1∶1、1∶1.5、1∶2 進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。結(jié)果表明，當(dāng)Nafion 與石墨烯的體積比為1∶1.5 時(shí)，溶液的峰電流值最大且溶出伏安圖峰形較好，故選擇Nafion 與石墨烯的體積比為1∶1.5。

表1 Nafion 與石墨烯不同體積比時(shí)的峰電流

2.2 沉淀靜置時(shí)間

按1.6 實(shí)驗(yàn)方法生成3 份沉淀，分別靜置3、6、9 min 后進(jìn)行測(cè)定，考察沉淀靜置時(shí)間對(duì)溶液峰電流值的影響。結(jié)果表明，當(dāng)沉淀靜置時(shí)間為6 min 時(shí)，溶液的峰電流值最大且溶出伏安圖峰形較好，故選擇沉淀靜置時(shí)間為6 min。

2.3 參加反應(yīng)的KSCN 溶液濃度

固定鹽酸洛美沙星溶液的質(zhì)量濃度為5 mg／mL，鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.02 mol／L，選擇KSCN 溶液的濃度分別為0.5、0.6、0.7、0.8、0.9 mol／L 進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)KSCN 溶液的濃度為0.7 mol／L 時(shí)，溶液的峰電流值最大且溶出伏安圖峰形較好，故選擇0.7 mol／L 的KSCN 溶液參加反應(yīng)。

2.4 作為洗滌劑的KSCN 溶液濃度

鹽酸洛美沙星與Zn(SCN)42–反應(yīng)生成的離子締合物在水中的溶解度較大，故選擇KSCN 溶液作為離子締合物沉淀的洗滌劑。分別用0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mol／L 的KSCN 溶液洗滌同一離子締合物沉淀進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)KSCN 溶液的濃度為0.5 mol／L 時(shí)，溶液的峰電流值最大且溶出伏安圖峰形好，故選擇0.5 mol／L KSCN 溶液作為離子締合物的洗滌劑。

2.5 電極的專屬性

在儀器最優(yōu)化的條件下做空白試驗(yàn)。以2.5×10–2mg／mL 鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液和0.7 mol／L KSCN 溶液的混合溶液進(jìn)行空白試驗(yàn)，溶液的峰電流基本沒(méi)有響應(yīng)；當(dāng)在2.5×10–2mg／mL 鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液和0.7 mol／L KSCN 溶液的混合溶液中加入0.02 mol／L 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，溶液的峰電流值較大，且溶出伏安圖峰形較好，表明修飾電極對(duì)鋅的選擇性高。

2.6 線性范圍與檢出限

分別準(zhǔn)確移取鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3 mL于離心管中，按1.6 實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。以鹽酸洛美沙星溶液的質(zhì)量濃度（ρ，mg／mL）為自變量、峰電流強(qiáng)度（i，mA）為因變量進(jìn)行線性回歸，得線性方程i=0.031 8ρ+0.619 9，相關(guān)系數(shù)（r）為0.998，表明鹽酸洛美沙星溶液的質(zhì)量濃度在1.5×10–2～5.5×10–2mg／mL 范圍內(nèi)與峰電流線性關(guān)系良好。

以2.5×10–2mg／mL 鹽酸洛美沙星標(biāo)準(zhǔn)溶液和0.7 mol／L KSCN 溶液的混合溶液進(jìn)行空白試驗(yàn)，進(jìn)行20 次重復(fù)測(cè)定，計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)偏差，并據(jù)此計(jì)算得方法的檢出限［17］為6.16×10–2μg／mL。

2.7 精密度試驗(yàn)

取鹽酸洛美沙星膠囊樣品100 mg，按1.6 實(shí)驗(yàn)方法平行測(cè)定11 次，測(cè)定結(jié)果列于表2。由表2 可知，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.92 %，表明本方法精密度較高。

表2 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.8 加標(biāo)回收試驗(yàn)

按1.6 實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定鹽酸洛美沙星樣品溶液，并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果列于表3。由表3可知，樣品加標(biāo)回收率為96.00%～100.89%，表明本法測(cè)量準(zhǔn)確度較高。

表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

采用Nafion–石墨烯修飾玻碳電極，在KSCN–HSCN 介質(zhì)中利用差分脈沖溶出伏安法測(cè)定沉淀離子締合物中的Zn(Ⅱ)含量來(lái)間接測(cè)定鹽酸洛美沙星的含量，該方法線性關(guān)系良好，操作簡(jiǎn)單，靈敏度高。與傳統(tǒng)的汞膜電極相比，Nafion-石墨烯修飾玻碳電極具有對(duì)環(huán)境無(wú)害、選擇性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。