聚钙黄绿素修饰电极同时测定黄嘌呤和次黄嘌呤①

郎丰香，吕淑艳，邓范艳，郭晓玲

(1.佳木斯大学附属第一医院，黑龙江 佳木斯 154003；2.佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)



聚钙黄绿素修饰电极同时测定黄嘌呤和次黄嘌呤①

郎丰香1，吕淑艳1，邓范艳2，郭晓玲2

(1.佳木斯大学附属第一医院，黑龙江 佳木斯 154003；2.佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

目的：研究黄嘌呤(XA)和次黄嘌呤(HX)在钙黄绿素聚合膜修饰电极上的电化学行为。方法：单线扫描伏安法。结果：在钙黄绿素修饰玻碳电极上，XA和HX的氧化信号得到显著增强,其氧化峰电流与XA和HX的浓度在0.5～60μmol/L范围内呈良好线性关系。结论：该电极对XA和HX的氧化具有良好的电催化特性，可用于实际样品中XA和HX的同时测定。

钙黄绿素修饰电极；黄嘌呤；次黄嘌呤

黄嘌呤(XA)和次黄嘌呤(HX)作为核苷酸分解代谢过程的中间产物，在被氧化成终产物尿酸的同时伴随氧自由基的产生，而氧自由基与许多种疾病的发病机制具有关联性[1～3]。因此，简单、快速和灵敏的测定XA和HX在临床医学检验中具有重要的价值[4,5]。本文基于钙黄绿素聚合膜修饰电极，研究了黄嘌呤和次黄嘌呤的电化学行为。该电极制备简单、条件可控，对黄嘌呤和次黄嘌呤的电极反应有电催化作用,可用于两者的敏感测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

XA和HX购于Sigma公司；钙黄绿素购于上海士峰生物公司；其它试剂均为分析纯，溶液均由二次蒸馏水配置。CHI660E电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)；3mm玻碳电极(上海辰华仪器有限公司)。

1.2 电极制备及电化学检测

将玻碳电极用0.05μmol/L Al2O3抛光粉进行抛光处理，分别用蒸馏水清洗，氮气吹干。将处理后的玻碳电极置于0.5 mol/L H2SO4中，循环伏安法于-1.0～1.5V电位范围内扫描10次，电极进行阳极化处理。将二次蒸馏水清洗的电极，放置于0.1 mol/L钙黄绿素(PBS，pH 7.4)溶液中，在-1.4～1.8V电位范围内，扫速0.1V/s，循环扫描 20 圈后取出。用二次蒸馏水冲洗之后，晾干，即制得钙黄绿素修饰电极(PCA/GCE)。三电极体系作为电化学测试系统，PCA/GCE为工作电极，饱和Ag/AgCl为参比电极，铂丝电极为对电极。采用循环伏安法(CV)和单线扫描伏安法(LSV)在室温下进行电化学测试。

2 结果

2.1 PCA/GCE的电化学表征

图1为[Fe(CN)6]3-/4-分别在PCA/GCE和GCE上的循环伏安曲线。由图1可见，[Fe(CN)6]3-/4-在PCA/GCE和GCE上均出现一对可逆的氧化峰和还原峰，呈现在PCA/GCE上的氧化还原峰电流强度显著增加，可逆性明显改善。说明PCA/GCE具有较高的电子传导能力，极大地提高了[Fe(CN)6]3-/4-在其电极表面的电子转移速率。

图1 [Fe(CN)6]3-/4-在PCA/GCE上的测定

2.2 XA和HX在PCA/GCE上的电化学行为

图2中曲线a和曲线b分别是50μmol/L XA和HX混合溶液在GCE和PCA/GCE上的线性扫描伏安图。由图2中曲线a可见，XA和HA在玻碳电极上的电流响应非常弱，在0.705V附近才出现XA的氧化峰，在1.10V处有一峰型极不明显的HA的氧化响应，难以实现定量测定。在PCA/GCE电极上(图2b),该混合物呈现两个明显的不可逆氧化峰，XA和HX的氧化峰电位分别移至0.69V和1.0V，两峰之间的电位差达到310mV。与GCE电极相比，在PCA/GCE上，XA和HX的氧化信号得到显著改善，不仅峰电流显著提高，峰形变好，而且二者的氧化峰电位均不同程度的发生了负移。说明PCA/GCE对XA和HX表现出非常高的催化活性，可以显著提高测定的灵敏度。

图2 XA和HX在PCA/GCE上的测定

2.3 XA和HX浓度对电化学行为的影响

图3为一系列不同浓度的XA和HX混合液在PCA/GCE上的线性扫描伏安图。如图3所示，在0.5～60 μmol/L的浓度范围内，XA和HX的氧化电流随着二者浓度增加随之线性增加，二者的氧化峰电流与其相应的浓度之间均呈良好的线性关系，线性回归方程分别为Ipa=1.51+0.01CXA (R2=0.991)和Ipa=1.885+0.028CHX (R2=0.988)。因此，可以表明所制备的电极能够用于XA和HX的同时测定。

图3 XA和HX在PCA/GCE上同时的测定

3 讨论

钙黄绿素作为一种廉价的荧光染料，因其分子中含有多个芳环结构，电聚合后可以在电极表面形成含大π键共扼结构的电活性聚合膜。基于此性能，本实验制备了PCA/GCE。与GCE相比， [Fe(CN)6]3-/4-在PCA/GCE上呈现的一对可逆性良好的氧化峰和还原峰，不仅峰峰电位差ΔEp减小了，而且峰电流强度也显著增加，可逆性明显改善。说明PCA/GCE具有较高的电子传导能力，极大地提高了[Fe(CN)6]3-/4-在其电极表面的电子转移速率；XA和HX在PCA/GCE上同时氧化的电化学信号均得到显著改善，不仅峰电流显著提高，峰形变好，而且二者的氧化峰电位均不同程度的发生了负移。说明PCA/GCE可以显著提高XA和HX测定的灵敏度，其原因可能源于PCA/GCE具有高浓度的羧基官能团与富电子的氧原子，为黄嘌呤和次黄嘌呤的氧化提供众多的活性位点，进而降低电化学反应的活化能。以上研究均表明PCA/GCE对XA和HX有明显的电催化活性，能够显著提高XA和HX的氧化峰电流和降低氧化过电位，可用于两者的敏感测定。另外，该电极制备简单，条件可控，为聚合膜修饰电极用于细胞内嘌呤的电化学检测奠定基础。

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[5]Wang Z H,Zhang H.An inlaid super-thin carbon paste film modified electrode for simultaneous determination of xanthine and hypoxanthine[J].Chin J Anal Chem,2005,33:671-674

The modification of poly (calcein) electrode for the simultaneous determinations of xanthine and hypoxanthine

LANGFeng-xiang1,LÜShu-yan1,DENGFan-yan2,GUOXiao-ling2

(1.The First Affiliated Hospital of Jiamusi University,Jiamusi 154003,China; 2.College of Pharmacy of Jiamusi University,Jiamusi 154007,China)

Objective:To investigate the electrochemical behavior of xanthine(XA) and hypoxanthine(HX) on poly (calcein) modified glassy carbon electrode (PCA/GCE).Methods:The linear sweep voltammetry method was used.Results:The oxidation peak current for XA and HX on PCA/GCE increased significantly compared with that on GCE and were linearly related to the concentrations of XA and HX in the range of 0.5～60 μmol/L.Conclusion:PCA/GCE displays superior electrocatalytic activity toward the oxidations of XA and HX.This electrode could be used for the simultaneous determination of XA and HX in practical samples.

poly(calcein) modified glassy carbon electrode; xanthine; hypoxanthine

佳木斯大学交叉学科项目，编号:JC2014-006。

郎丰香(1971～)女，黑龙江佳木斯人，学士，主管护师。

吕淑艳(1968～)女，黑龙江佳木斯人，本科，主管护师。E-mail:lvshuyan1968@163.com。

Q526+.2

A

1008-0104(2016)05-0044-02

2016-02-12)