基于對氨基苯甲酸的蘆丁分子印跡電化學(xué)傳感器的制備及應(yīng)用★

王 曼，孟戎茜，王文盛

（太原工業(yè)學(xué)院化學(xué)與化工系，山西 太原 030008）

引言

蘆丁（rutin，RT）作為黃酮類化合物的一種，多種植物的葉和根中都能將其提取出來，作為維生素的一種（維生素P），其治療毛細(xì)血管疾病具有顯著功效，常用于防治腦出血、抗炎癥、抗氧化、治療高血壓[1]。目前測定蘆丁的分析檢測方法主要有毛細(xì)管電脈法（CE）[2-3]、高效液相色譜法（HPLC）[4-5]、分光光度法（UV）[6]、流動(dòng)注射分析法[7]和電化學(xué)分析法等。每種檢測方法都有其利弊。本文探究一種更快速，準(zhǔn)確的電化學(xué)分析法檢測蘆丁。對氨基苯甲酸（p-aminobenzoic acid，p-ABA）在電化學(xué)檢測方面得到應(yīng)用，由于其極易發(fā)生電化學(xué)聚合反應(yīng)，可以附著在電極材料上形成化學(xué)性能良好的膜，因此大多被用于修飾電極以制備傳感器，分子印跡電化學(xué)傳感器(molecularly imprinted electrochemical sensors)是基于分子印跡技術(shù)和電化學(xué)檢測技術(shù)[8]，利用分子印跡聚合物（molecularly imprinted polymer，MIP）作為電極的敏感材料[9]，用來構(gòu)建電化學(xué)傳感器，其對模板分子具有高選擇性的特異性識(shí)別性能，具備穩(wěn)定性好、靈敏度高、制備簡單和檢測成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文通過構(gòu)建一種基于對氨基苯甲酸的分子印跡電化學(xué)傳感器，來實(shí)現(xiàn)對蘆丁高選擇性高靈敏性檢測。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 GCE 預(yù)處理

將電極分別用0.3、0.05 mm 的氧化鋁漿對玻碳電極進(jìn)行打磨。用去離子水洗凈。在鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液中，采用CV 法對電極進(jìn)行校正檢測，最后觀察峰電位，要求氧化還原峰差在80 mV 以內(nèi)，再得以進(jìn)行后續(xù)的操作。

1.2 MIP/GCE 的制備

精密稱取0.017 3 g 的p-ABA，用5 mL 高氯酸鋰超聲溶解，再加入1 mL 蘆丁儲(chǔ)備液，最后用去離子水定容至25 mL，制得分子印跡聚合液。以p-ABA為功能單體，蘆丁為模板分子，將電極GCE 浸入分子印跡聚合液，在0.05 V/s 掃速，-0.5 V～1.0 V 電位范圍，聚合圈數(shù)為10 圈，在氫氧化鈉溶液中洗脫30 min，制備得到MIP/GCE，隨后將MIP/GCE 在10 μmol/L的蘆丁醋酸緩沖液（pH=4.2）中富集10 min，采用DPV 法，掃描范圍為0 V～0.7 V，對其進(jìn)行檢測。

1.3 MIP/GCE 制備條件的考察

在循環(huán)伏安法（CV）下，分別考察聚合圈數(shù)（6、10、14、20 圈），印跡濃度（8∶1、10∶1、12∶1、14∶1），洗脫時(shí)間（15、20、30、40 min）對MIP/GCE 的電催化性能的影響。

1.4 實(shí)際樣品的檢測

取蘆丁片5 片，研碎，乙醇溶解，過濾，精密吸取濾液1 mL，用乙醇定容至25 mL 中，得到蘆丁樣品液，計(jì)算含量，隨后吸取一定量的樣品液，按照樣品液80%、100%、120%體積分?jǐn)?shù)吸取一定體積的蘆丁對照液，制備得到樣品待測液，計(jì)算加樣回收率。

2 結(jié)果與討論

2.1 確定最佳的MIP/GCE 制備條件

由圖1 可以看出，當(dāng)沉積圈數(shù)為10 圈時(shí)，檢測出對蘆丁溶液的響應(yīng)峰電流最高，因此確定制備分子印跡電化學(xué)傳感器的最佳沉積圈數(shù)為10 圈。

圖1 不同沉積圈數(shù)對蘆丁的檢測

由圖2 可以看出，當(dāng)分子印跡聚合物溶液中對氨基苯甲酸與蘆丁的比例為10∶1 時(shí)對蘆丁溶液的響應(yīng)峰電流最高，因此確定分子印跡聚合物最佳比例為10∶1 時(shí)，檢測出對蘆丁溶液的響應(yīng)峰電流最高，因此確定分子印跡聚合物最佳比例為10∶1。

圖2 不同聚合物比例對蘆丁檢測

由圖3 可以看出，電極沉積后洗脫30 min 時(shí)，檢測出對蘆丁溶液的響應(yīng)峰電流最高，因此確定最佳洗脫時(shí)間為30 min。

圖3 不同洗脫時(shí)間對蘆丁進(jìn)行檢測

2.2 富集時(shí)間的確定

分別用6 種不同富集時(shí)間對洗脫后的電極在蘆丁溶液中進(jìn)行富集，采用循環(huán)伏安法，用修飾好的電極在pH=4.24，濃度為10 μmol/L 的蘆丁溶液中富集不同時(shí)間，然后對其進(jìn)行了檢測，記錄并對比不同富集時(shí)間下各電極的CV 曲線。不同富集時(shí)間后分子印跡電化學(xué)傳感器對蘆丁的電響應(yīng)如圖4 所示。

圖4 不同富集時(shí)間對蘆丁進(jìn)行檢測

由圖4 可以看出，電極洗脫后富集10 min 時(shí)，檢測出對蘆丁溶液的響應(yīng)峰電流最高，因此確定最佳富集時(shí)間為10 min。

2.3 對掃速的考察

分別用5 種不同掃速來檢測蘆丁，用循環(huán)伏安法，在-0.5 V～1 V 的掃描范圍，0.05 V/s 的掃速下，在電極上進(jìn)行10 圈沉積，然后洗脫30 min。將洗脫后的電極在0 V～0.7 V 的掃描范圍內(nèi)，在不同的掃速下采用循環(huán)伏安法，在pH=4.24，濃度為10 μmol/L的蘆丁溶液中富集10 min，然后對其進(jìn)行檢測，記錄并對比不同掃速下各電極的CV 曲線。不同掃速下分子印跡電化學(xué)傳感器對蘆丁的電響應(yīng)如圖5 所示。

圖5 不同掃速對蘆丁的檢測

2.4 最佳緩沖液pH 的確定

檢測了6 種pH 的蘆丁溶液，將修飾好的電極，采用循環(huán)伏安法，分別在不同pH，濃度為10 μmol/L的蘆丁溶液中富集10 min，然后對其進(jìn)行了檢測，記錄并對比不同pH 的蘆丁溶液中各電極的CV 曲線。分子印跡電化學(xué)傳感器對不同pH 的蘆丁的電響應(yīng)如第3 頁圖6 所示。

由圖6 可以看出，在對pH=4.24 的蘆丁溶液進(jìn)行檢測時(shí)，其峰電流最高，因此確定最佳緩沖溶液的pH 為4.24。

圖6 對不同pH 的蘆丁溶液的檢測

2.5 線性關(guān)系及線性

檢測10 種不同濃度的蘆丁溶液，在-0.5 V～1.0 V 的掃描范圍，0.05 V/s 的掃速下，用CV 法，在GCE 上用10∶1 的聚合物溶液沉積10 圈，然后洗脫30 min。將修飾好的電極在0 V～0.7 V 的掃描范圍內(nèi)，以0.05 V/s 的掃速的參數(shù)下采用循環(huán)伏安法，在pH=4.24，在不同濃度的蘆丁溶液中富集10 min，然后對其進(jìn)行了檢測，記錄并對比不同濃度的蘆丁溶液中各電極的CV 曲線，分子印跡電化學(xué)傳感器對不同濃度的蘆丁的電響應(yīng)如表1、圖7 和表2、圖8。

表1 小濃度線性關(guān)系

圖7 蘆丁濃度在0.15μmol/L～0.6 μmol/L 與峰電流線性關(guān)系

表2 大濃度線性關(guān)系

圖8 蘆丁濃度在2.5 μmol/L～15 μmol/L 與峰電流線性關(guān)系

由圖7 得到，峰電流與蘆丁濃度有一定的關(guān)系，蘆丁濃度增大后峰電流值也變大了，蘆丁濃度在0.15 μmol/L～0.6 μmol/L 之間時(shí)，峰電流與蘆丁濃度的線性方程為I=1.726 6c-0.052 6，線性相關(guān)系數(shù)為R2=0.974 8。

由圖8 得到，峰電流與蘆丁濃度有一定的關(guān)系，蘆丁濃度增大后峰電流值也變大了，濃度在2.5 μmol/L～15 μmol/L 之間時(shí)，峰電流與蘆丁濃度的線性方程為I=0.111 7c+1.345 7，線性相關(guān)系數(shù)為R2=0.990 1。

2.6 蘆丁片成品檢測

帶入線性方程計(jì)算得出各自對應(yīng)的實(shí)物樣品液濃度，計(jì)算回收率，進(jìn)而得出平均回收率為98.8%（RSD=7.2%），蘆丁片的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.3%。3 組不同蘆丁成品富集液的本底量、加入量、理論量、測得量及回收率記錄在表3 中。

表3 蘆丁成品檢測

3 結(jié)論

本文構(gòu)建了一種基于對氨基苯甲酸的蘆丁分子印跡電化學(xué)傳感器，該傳感器具有高靈敏性，寬線性范圍等優(yōu)點(diǎn)，確定分子印跡電化學(xué)傳感器的最佳制備條件，最優(yōu)檢測條件

對實(shí)際樣品蘆丁片檢測，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為66.3%，平均回收率為98.8%（RSD=7.2%），說明該方法準(zhǔn)確性較高，可實(shí)現(xiàn)對實(shí)際樣品的檢測。