基于二氧化钛纳米管的高灵敏电化学发光体系测定白藜芦醇

习霞　明亮

【摘 要】本文基于二氧化钛纳米管的纳米增敏效应以及双恒电位激发模式，构建了一个超灵敏的鲁米诺电化学发光分析体系。在优化了工作电位、流速等测定参数后，本分析体系在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1浓度区间内发光信号的淬灭峰面积与白藜芦醇的浓度呈线性关系。运用本方法实现了对葡萄酒中白藜芦醇的灵敏定量检测，结果令人满意。

【关键词】白藜芦醇；二氧化钛纳米管；鲁米诺；电化学发光

0 引言

白藜芦醇是一种天然抗氧化剂，广泛存在于种子植物中，具有抗氧化、预防心血管病、抗菌、抗肿瘤、降血脂、抑制血小板凝结等生理及药理作用，在心血管病和癌症防治方面有很大的应用前景，受到研究人员越来越多的关注。目前，测定白藜芦醇的方法主要有化学发光法[1]、高效液相色谱法[2]、毛细管电泳法[3]、分子荧光光谱法[4]和定量核磁共振波谱法[5]等。电化学发光分析法由于其灵敏度高、响应快速等优点已成为当前一种非常重要的分析方法。白藜芦醇对鲁米诺电化学发光信号具有明显的淬灭效应，据此可实现对其灵敏的定量检测。二氧化钛纳米管具有大表面积、良好的光催化性能等优点，特别对鲁米诺的电化学发光具有显著的增敏作用，且光透性很好、便于制备，适合在发光体系中运用[6]。本文基于双恒电位激发模式以及二氧化钛纳米管的增敏效应，构建了一个超灵敏的鲁米诺电化学发光分析体系，实现了对葡萄酒中白藜芦醇的灵敏定量检测，实验结果令人满意。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

电化学发光检测在本实验室自行搭建的流动注射双恒电位激发电化学发光检测装置上进行[7]。四电极体系：二氧化钛纳米管修饰ITO玻璃为第一工作电极（WE1），铂片电极（2×5mm）为第二工作电极（WE2）以及银丝参比电极（RE）和铂丝对电极（CE）。

二氧化钛纳米管按照文献[8]方法，通过水热法制备；0.5% Nafion溶液；鲁米诺；白藜芦醇；所用试剂均为分析纯；实验用水为超纯水。

1.2 葡萄酒样品处理

取葡萄酒样品适量于烧杯中，加入过量NaCl后低温静置3h，过滤除去单宁、脂肪酸及酒石酸等。滤液加热至沸除去乙醇和挥发性芳香物质。测定前样品用0.22μm聚丙烯薄膜过滤除去细微颗粒。

1.3 分析方法

通过双恒电位仪对两工作电极提供各自的工作电位产生稳定连续的电化学发光。当注入样品时，电化学发光会随溶液中物质浓度的变化产生响应，根据光强的变化进行定量分析。

2 结果与讨论

2.1 二氧化钛纳米管的形态表征

通过二氧化钛纳米管分散液的透射电镜图（图1），我们可清楚地观察到二氧化钛纳米管为典型的中空管状结构，管径约20nm左右，管长有数百纳米，相互松散地盘旋缠绕折叠在一起，形成比较均匀的多孔立体结构。这不仅可以为鲁米诺的电化学反应提供更多的活性位点，而且可增强电子空穴对的产生和迁移，从而增敏鲁米诺的发光信号。

图1 二氧化钛纳米管分散液的透射电镜图

2.2 测定参数的优化

如图2所示，两工作电极上施加的工作电位对鲁米诺电化学发光强度影响显著。鲁米诺的发光强度分别在E1约0.9V处（曲线a）以及E2于-0.5V附近时（曲线b）达到最大响应。实验中优选工作电位分别为E10.9V与E2-0.5V。

此外，检测体系的流速对鲁米诺的发光信号影响也很明显。在1到30mLh-1的流速变化区间内，鲁米诺的响应在10mLh-1处达到最高值，实验中选择最佳流速为10mLh-1。

2.3 标准曲线

在优化实验条件下，我们采用1.0×10-8molL-1鲁米诺溶液作为背景溶液，考察了注入白藜芦醇的响应情况。实验结果表明在5.0-50mgL-1以及0.1-2.0mgL-1浓度区间（下转第4页）（上接第7页）内发光信号淬灭峰面积与其浓度呈线性关系，线性回归方程分别为ΔECL=5.4104+2.6104C（r=0.996）以及ΔECL=2.5104+7.8104C（r=0.998）。该体系对白藜芦醇的绝对质量检测限（LODm）低至20pg（S/N=3）。

图2 工作电位对发光强度的影响

2.4 实际样品测定

将前述1.2预处理的实际样品用超纯水稀释，注入后检测其发光响应，以白藜芦醇为指标，换算出葡萄酒中总抗氧化物质含量约为3.25±0.42mgL-1。

另外采用标准加入法进行加标回收试验来考察本法的可行性，平均回收率在92.6%～107.8%之间，表明该方法结果可靠。

【参考文献】

[1]冯琳，李丽.高锰酸钾-甲醛-荧光素流动注射化学发光法测定白藜芦醇[J].理化检验-化学分册，2010，46（6）：694-695.

[2]柴菊华，孙晓伟，崔彦志，侍朋宝，朱鳳妹.HPLC法测定葡萄酒中白藜芦醇的含量[J].食品研究与开发，2014，35（22）：106-110.

[3]刘芳华，彭友元，叶建农.毛细管电泳-电化学检测法测定葡萄和葡萄酒中的白藜芦醇[J].分析测试学报，2005，24（3）：125-127.

[4]丘秀珍，彭翠红，王少玲，郭会时，卢吕泉.分子印迹滤过型净化柱净化/分子荧光光谱法测定花生根中白藜芦醇[J]. 分析测试学报，2015，34（12）：1403-1407.

[5]禹珊，郭强胜，王会琳，高建平，许旭.定量核磁共振波谱法同时测定中药虎杖中白藜芦醇和虎杖苷的含量[J].分析化学，2015，43（1）：69-74.

[6]Q.Zhao，C.B.Xiao，Y.F.Tu，The electrochemiluminescence of luminol on titania nanotubes functionalised indium tin oxide glass for flow injection analysis. Talanta， 2015， 143， 90-96.

[7]T. T. Peng， L. Ming， Y. F. Tu， A new designed cell for luminol based electrochemiluminescence by bi-potentiostatic excitation for flow-injection analysis. J. Electroanal. Chem. 2015， 738， 8-13.

[8]H. Dai， Y. W. Chi， X. P. Wu， Y. M. Wang， M. D. Wei， G. N. Chen， Biocompatible electrochemiluminescent biosensor for choline based on enzyme/titanate nanotubes/chitosan composite modified electrode. Biosens. Bioelectron. 2010， 25， 1414-1419.endprint