一種聚薑黃素‑鎳‑碳納米管糊電極電化學檢測辛弗林的方法與流程
2023-06-02 00:43:06
本發明涉及辛弗林的檢測技術領域，具體涉及一種利用氨基功能化MCM-41修飾電極檢測甲硝唑的檢測方法。
背景技術：
辛弗林(Synephrine，Syn)，其化學名為1-[4-羥基苯基]-2-甲基乙醇胺，分子式為C9H13NO，結構式如下：
辛弗林屬於生物鹼中的麻黃鹼類，分子結構中同時存在酚羥基和氨基，因此辛弗林具有兩性，與酸鹼均能結合成鹽。辛弗林主要來自於芸香科植物酸橙(Citrus aurantium L)的乾燥幼果，仙人掌科植物刺仙人球Coryphantha ramillosa Cutak全草的未成熟果實等。它的藥理作用主要表現為腎上腺素α受體興奮劑，對心臟β受體也有一定的興奮作用；能收縮血管、升高血壓、擴張支氣管和氣管；還具有一定減肥、抗抑鬱作用。臨床上主要用於治療支氣管哮喘及低血壓、虛脫及休克、體位性低血壓、食積不化、胃下垂等；已廣泛用於醫藥食品飲料等行業。2004年美國食品和藥物管理局(FDA)把辛弗林列為麻黃素減肥產品的主要替代品後，辛弗林受到社會的追捧並引起了科學家們的興趣。
目前檢測辛弗林的方法有：化學發光法、氣相色譜法、氣相色譜-離子阱質譜法以及使用紫外、螢光、電化學、化學發光法、光電二極體陣列和質譜檢測器的高效液相色譜法。這些方法可應用於各種辛弗林樣品的檢測，但他們一般都是費時並操作複雜。電化學檢測器也被用於高效液相色譜檢測辛弗林，以及採用集成銦錫氧化物電極和碳圓盤電極的電泳檢測法。迄今為止，還沒有採用聚薑黃素-鎳(Ⅱ)-碳納米管糊電極電化學檢測辛弗林的報導。
技術實現要素：
本發明的發明目的在於：針對上述存在的問題，提供一種聚薑黃素-鎳-碳納米管糊電極電化學檢測辛弗林的方法，該方法操作簡單、檢測快速且靈敏度高，能對溶液中辛弗林高靈敏識別。
為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下：
一種聚薑黃素-鎳-碳納米管糊電極電化學檢測辛弗林的方法，包括以下步驟：
(1)電極製備：選用新碳棒或廢棄電池中的碳棒，洗淨後烘乾，作為備用的初級電極；將碳納米管與羧基矽油按重量比為1：1的比例混合，研磨好後填充在初級電極上，再經過壓實，修邊，使其光滑平整，即製成碳納米管糊電極；將摩爾比為2:1的薑黃素溶液與鎳氨配合物溶液、以及濃度為0.08-0.12mol/L的氫氧化鈉溶液一起置於燒杯中，混合均勻後靜置1-10分鐘，將碳納米管糊電極、鉑絲電極、甘汞電極組成的三電極系統放置於上述燒杯中，在CHI660d電化學工作站上循環伏安掃描50圈，結束後取出電極用重蒸水清洗，得到聚薑黃素-鎳-碳納米管糊電極；
(2)建立線性關係：配製不同濃度梯度的辛弗林標準溶液；室溫條件下，以PBS緩衝溶液為電解液，以聚薑黃素-鎳(Ⅱ)-碳納米管糊電極、鉑絲電極、甘汞電極構成三電極系統；向電解液中加入辛弗林標準溶液，攪勻後採用差分脈衝伏安法檢測各不同濃度的辛弗林標準溶液；從差分脈衝伏安圖得出辛弗林峰電流與辛弗林濃度之間的線性關係；
(3)檢測：在PBS磷酸鹽緩衝溶液中，加入一定量的辛弗林待測溶液，差分脈衝伏安法檢測該辛弗林待測溶液的峰電流，根據所述線性關係，確定辛弗林待測溶液中辛弗林的含量。
優選地，所述PBS磷酸鹽緩衝溶液的濃度為0.10-0.25mol/L，pH值為8.6-9.5。
優選地，所述薑黃素溶液、鎳氨配合物溶液、氫氧化鈉溶液的濃度和用量分別為，2.00ml 0.005mol/L的薑黃素溶液、0.50ml 0.01mol/L的鎳氨配合物溶液和7.50ml 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液。
所述鎳氨配合物溶液是通過用氯化鎳或硫酸鎳直接與濃氨水反應得到，鎳的濃度為0.008-0.012mol/L。
優選地，在所述步驟(2)中，向電解液中加入辛弗林標準溶液後，先攪拌10-15秒，靜置8-15秒後再檢測。
優選地，所述步驟(2)中，所述差分脈衝伏安法設置的掃描範圍為0.3-0.8V，採樣寬度0.0167s，脈衝周期為0.5s，靜置時間為2s。
優選地，所述步驟(2)中，辛弗林標準溶液包括濃度分別為1.0×10-6、1.0×10-5、5.0×10-5、1.0×10-4、3.0×10-4、5.0×10-4、7.0×10-4、9.0×10-4、1.1×10-3mol/L的溶液。
本發明的作用原理如下：
在強鹼性溶液，薑黃素中的酚羥基失去1個質子、1個電子轉化為醌式；並通過水解脫去甲醇分子後再次氧化成為高活性雙醌式結構；通過連續循環伏安掃描，雙醌式結構電聚合吸附在電極表面形成電聚合物膜(1)。同時在連續電化學伏安掃描作用下，鎳氨配合物中的鎳與電極表面薑黃素形成Ni(Ⅱ)–薑黃素配合物，使Ni(Ⅱ)沉積在電極表面(2)。
鹼性條件下，辛弗林差分脈衝伏安法檢測過程中，Ni(Ⅱ)失去1個電子形成Ni(Ⅲ)(3)，並催化氧化在電極表面的辛弗林分子，於0.58V產生差分脈衝伏安響應峰(4)。辛弗林失去1個電子並被氧化成醌式結構，同時Ni(Ⅲ)獲得電子還原為Ni(Ⅱ)-薑黃素配合物結構。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果是：
本發明提供的聚薑黃素-鎳(Ⅱ)-碳納米管糊電極製備簡單，採用該聚薑黃素-鎳(Ⅱ)-碳納米管糊電極電化學檢測辛弗林，檢測過程簡單方便，靈敏度高，辛弗林的峰電流與辛弗林濃度呈現良好的線性關係，相關係數為0.9955，檢出限為3.2×10-7mol/L。該方法具體檢測限低、檢測快速、靈敏性高的特點，且易於實現自動化。
【附圖說明】
圖1不同濃度辛弗林差分脈衝伏安圖；其中1-9分別代表辛弗林濃度為1.0×10-6、1.0×10-5、5.0×10-5、1.0×10-4、3.0×10-4、5.0×10-4、7.0×10-4、9.0×10-4、1.1×10-3mol/L。
圖2辛弗林峰電流與辛弗林濃度的標準曲線圖。
【具體實施方式】
現在結合附圖和以下實施例對本發明作進一步詳細的說明，但應了解的是，這些實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施的限制。
實施例1
(1)電極製備：選用廢棄七號電池中的碳棒，洗淨後烘乾，再用銅絲及防水膠帶將碳棒固定在塑料移液管中，作為備用的初級電極；將碳納米管與羧基矽油按重量比為1：1的比例混合，研磨好後填充在初級電極上，再經過壓實，修邊，使其光滑平整，即製成碳納米管糊電極；將2.00ml 0.005mol/L的薑黃素溶液、0.50ml 0.01mol/L的鎳氨配合物溶液和7.50ml0.08mol/L的氫氧化鈉溶液一起置於10ml燒杯中，混合均勻後靜置1分鐘，將碳納米管糊電極、鉑絲電極、甘汞電極組成的三電極系統放置於上述燒杯中，在CHI660d電化學工作站上循環伏安掃描50圈，結束後取出電極用重蒸水清洗，得到聚薑黃素-鎳-碳納米管糊電極；
(2)建立線性關係：配製不同濃度梯度的辛弗林標準溶液；具體濃度分別為1.0×10-6、1.0×10-5、5.0×10-5、1.0×10-4、3.0×10-4、5.0×10-4、7.0×10-4、9.0×10-4、1.1×10-3mol/L；室溫條件下，以濃度為0.20mol/L，pH值為9.0的PBS緩衝溶液為電解液，以聚薑黃素-鎳(Ⅱ)-碳納米管糊電極、鉑絲電極、甘汞電極構成三電極系統；向電解液中加入辛弗林標準溶液，先攪拌15秒，靜置8秒後再檢測，採用差分脈衝伏安法檢測各不同濃度的辛弗林標準溶液，掃描範圍為0.3-0.8V，採樣寬度0.0167s，脈衝周期為0.5s，靜置時間為2s，從差分脈衝伏安圖得出辛弗林峰電流與辛弗林濃度之間的線性關係；並獲得相關的線性回歸方程：I＝6.36×10-3C+1.37×10-7，得到相關係數為0.9955，辛弗林峰電流與辛弗林濃度的標準曲線圖如圖2所示；方法檢出限為3.2×10-7mol/L。
(3)檢測：在濃度為0.20mol/L，pH值為9.0的PBS磷酸鹽緩衝溶液中，加入一定量的辛弗林待測溶液，差分脈衝伏安法檢測該辛弗林待測溶液的峰電流，根據標準曲線圖，確定辛弗林待測溶液中辛弗林的含量。
實施例2
(1)電極製備：選用新的碳棒，洗淨後烘乾，再用銅絲及防水膠帶將碳棒固定在塑料移液管中，作為備用的初級電極；將碳納米管與羧基矽油按重量比為1：1的比例混合，研磨好後填充在初級電極上，再經過壓實，修邊，使其光滑平整，即製成碳納米管糊電極；將4.00ml0.005mol/L的薑黃素溶液、1ml 0.01mol/L的鎳氨配合物溶液和7.50ml 0.12mol/L的氫氧化鈉溶液一起置於燒杯中，混合均勻後靜置10分鐘，將碳納米管糊電極、鉑絲電極、甘汞電極組成的三電極系統放置於上述燒杯中，在CHI660d電化學工作站上循環伏安掃描50圈，結束後取出電極用重蒸水清洗，得到聚薑黃素-鎳-碳納米管糊電極；
(2)建立線性關係：配製不同濃度梯度的辛弗林標準溶液；具體濃度分別為1.0×10-6、1.0×10-5、5.0×10-5、1.0×10-4、3.0×10-4、5.0×10-4、7.0×10-4、9.0×10-4、1.1×10-3mol/L；室溫條件下，以濃度為0.25mol/L，pH值為8.6的PBS緩衝溶液為電解液，以聚薑黃素-鎳(Ⅱ)-碳納米管糊電極、鉑絲電極、甘汞電極構成三電極系統；向電解液中加入辛弗林標準溶液，先攪拌10秒，靜置15秒後再檢測，採用差分脈衝伏安法檢測各不同濃度的辛弗林標準溶液，掃描範圍為0.3-0.8V，採樣寬度0.0167s，脈衝周期為0.5s，從差分脈衝伏安圖得出辛弗林峰電流與辛弗林濃度之間的線性關係；並獲得相關的線性回歸方程，得到相關係數為0.9955，方法檢出限為3.2×10-7mol/L。
(3)檢測：在濃度為0.25mol/L，pH值為9.5的PBS磷酸鹽緩衝溶液中，加入一定量的辛弗林待測溶液，差分脈衝伏安法檢測該辛弗林待測溶液的峰電流，根據所述線性關係，確定辛弗林待測溶液中辛弗林的含量。
上述說明是針對本發明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例並非用以限定本發明的專利申請範圍，凡本發明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬於本發明所涵蓋專利範圍。