槲皮素在电活化玻碳电极上的电化学行为测定

董宏博，崔桂花，李文亮

(吉林医药学院化学教研室，吉林 吉林 132013)

槲皮素是一种多羟基黄酮类化合物，具有抗炎、抗过敏、抗氧化、抗心律失常、抗肿瘤、抑制黄曲霉素产生等广泛的药理作用[1]。因此，建立高效、灵敏的槲皮素检测方法对中药的质量控制、提高制剂水平有重要意义。目前检测槲皮素的方法有很多，其中电化学是一种简单、便捷、灵敏、快速的方法，且相对于目标分析物，电化学活性物质对其干扰少或没有[2]。研究表明玻碳电极经电氧化预处理后可以改善其电化学性能。恒电位阳极氧化法是常用方法之一，是指将玻碳电极在恒定的正电位下氧化一定时间，达到活化电极的目的[3]。本研究采用恒电位阳极氧化法活化玻碳电极对槲皮素有良好的响应作用，在醋酸-醋酸钠缓冲溶液，于0.385 9 V和0.328 3 V处产生一对准可逆的氧化还原峰，建立了测定槐花中槲皮素含量的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

LK2005电化学工作站(南京兰力科仪器有限公司)；超声波清洗机KQ-250DE型(昆山市超声仪器有限公司)。

槲皮素(国药集团化学试剂有限公司)；槐花(购于药房)；醋酸、醋酸钠等试剂均为分析纯。

配制0.001 mol/L槲皮素储备液：准确称取槲皮素标准品0.030 2 g，用无水乙醇超声溶解，70%乙醇定容至100 mL冷藏保存。

1.2 电化学预处理玻碳电极的制备

将玻碳电极在金相砂纸上打磨，再用Al2O3抛光粉(3000目)抛光，然后用超纯水淋洗。把玻碳电极放在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中，在+1.4 V电位下阳极氧化400 s，再在-0.9 V下还原200 s，接着在0～1 V范围内循环至稳定。

1.3 槲皮素的测定

将预处理后的玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为辅助电极，浸入槲皮素的醋酸-醋酸钠缓冲溶液(pH=4.4)中，在-0.1～0.7 V范围内，0.1 V/s扫描速度下，进行循环伏安测定。每次扫描结束后，将电极置于空白底液中扫描至无峰，即可更新电极。

2 结果与分析

2.1 槲皮素在预处理玻碳电极上的电化学行为

裸玻碳电极为工作电极，在0.5 mol/L的H2SO4溶液中，三电极体系在-1.2～-1.1 V范围内，0.2 V/s的扫速下循环扫描20周，得到硫酸活化的玻碳电极。

分别以硫酸活化玻碳电极和恒电位活化玻碳电极为工作电极，采用循环伏安法在24.16 mg/L的槲皮素底液中进行扫描。由图1可知，硫酸活化电极测得的槲皮素峰电位为0.426 9 V和0.358 3 V,ΔEp=69 mV。在恒电位活化电极上产生了更大峰电流的氧化还原峰，峰电位为0.385 9 V和0.328 3 V，ΔEp=58 mV，比硫酸活化的ΔEp小，并且Ipa/Ipc约为1，所以恒电位活化比硫酸活化电极更灵敏，此电极反应是一个准可逆过程。

a.槲皮素在恒电位活化电极上的电化学行为;b.槲皮素在硫酸活化电极的电化学行为

2.2 扫描速度的影响

考察了4.0×10-5mol/L的槲皮素溶液在0.025～0.2 V/s的不同扫速的循环伏安行为。实验表明：随着扫描速度的增大，氧化峰峰电流不断增大，电位出现了向正电位移动的现象(图2)。氧化峰峰电流与扫描速度在0.025～0.2 V/s之间呈线性关系，线性回归方程为：Ipa=9.794 8v+0.343 4，R2=0.987 2。说明电极过程是由吸附速率所控制。由实验数据可知，扫描速度为0.1 V/s时氧化峰峰形最好，因此实验中选择扫描速度为0.1 V/s。

根据Laviron理论，如果CV峰电流与扫描速度呈线形关系时，则物质在电极上的吸附符合Langmuir吸附等温式，即有:根据方程Ipa=n2F2AΓTν/4RT=nFQν/4RT，式中Q=nFAΓ为循环伏安单一过程的峰面积(以电量计)[4]。当0.1 V/s扫描速度下，氧化峰的峰面积为0.509 3 μC时，求出电子转移数n=2.0。这表明反应过程中有两个电子发生了转移，这与文献中的报道一致[5]。

图 2 扫描速率对槲皮素的电化学行为的影响

2.3 体系pH值的选择

考察了4.0×10-5mol/L的槲皮素溶液在不同pH值的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中循环伏安行为。实验表明：在pH=3.6～5.6之间，氧化峰的峰电位随着pH值的增大而负移。氧化峰电位与pH呈线性关系，线性回归方程为：Epa=-0.0547pH+0.6209，R2=0.978 1。根据能斯特方程：Ep=E0-0.059pH×m/n，所以0.0547=0.059×m/n，因此n=2时，m=2[6]。说明槲皮素的在电极表面的电化学反应为2个电子、2个质子传递的准可逆电极反应。在pH为4.4时槲皮素标准溶液的氧化峰峰电流最大，峰形最好，因此实验中选择pH为4.4。

2.4 恒电位氧化预处理条件的选择

2.4.1氧化预处理电位

8.0×10-5mol/L的槲皮素溶液在不同的氧化预处理电位下，进行循环伏安法测定。随着预处理电位的增加，峰电流发生明显变化，而峰电位变化较小。当氧化预处理电位为1.4 V下时，氧化峰峰电流最大(-4.895 4 μA)。因此选择1.4 V作为最佳氧化预处理电位。

2.4.2氧化预处理时间

玻碳电极在1.4 V下分别阳极氧化200、300、400、500 s，其余条件不变，采用循环伏安法测定8.0×10-5mol/L槲皮素标准溶液。结果表明：氧化时间为400 s时，氧化峰峰电流最大(-4.538 2 μA)，因此最佳的电氧化时间为400 s。

2.5 工作曲线

槲皮素氧化峰电流随浓度的增加而增大，槲皮素浓度在6.04～24.16 mg/L范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系，线性回归方程为：Ipa=-0.128c-1.141 9，R2=0.970 8(Ipa：μA，c：mg/L，n=5)。

2.6 样品分析

称取85 ℃干燥2 h的槐花粉末2.000 4 g，于索氏提取器中，加入石油醚100 mL，加热回流3 h。3 h后弃去石油醚再入70%乙醇90 mL、2%盐酸20 mL回流提取3 h，提取液趁热减压抽滤3次，滤液转移至100 mL容量瓶中用70%乙醇定容。平行吸取槲皮素提取液2 mL 4份，进行循环伏安测定。槐花中槲皮素的平均含量为1.78%(m/m)，RSD=0.87%，重现性非常好。

2.7 回收率

精确吸取槲皮素提取液2 mL 3份，分别加入槲皮素标准溶液1.0、1.2、2 mL,用电氧化预处理好的电极，采用循环伏安法测定。结果显示加标回收率为98.74%、102.15%、110.46%，平均回收率为103.78%,说明此方法的准确性较高。

3 结 论

恒电位阳极氧化法处理后的玻碳电极对槲皮素的测定有明显的电化学响应，比硫酸极化后更灵敏。同时探讨了预处理时间和预处理电位对测定的影响。在最佳的条件下，该电极反应是两电子、两质子传递的受吸附控制的准可逆的电极过程。槲皮素的氧化峰电流与浓度在6.04～24.16 mg/L范围内呈良好的线性关系，由此建立了测定槲皮素含量的常规分析方法。此方法简单、快捷，为槐花有效成分的含量测定提供一定的参考。