基于掺杂SiO2/漆酚复合物电化学发光传感器的制备及厚朴酚的检测

2020-03-10雷福厚史伯安

林产化学与工业 2020年1期

曾磊，曹宇，雷福厚，史伯安*

(1.湖北民族大学化学与环境工程学院, 湖北恩施 445000; 2.广西民族大学化学化工学院，广西林产化学与工程重点实验室广西南宁 530006)

1 实验

1.1 仪器、材料及药品

MPI-E型电致化学发光分析系统，西安瑞迈公司；三电极系统，上海辰华仪器有限公司；JSM- 6510lv型扫描电子显微镜(SEM)，日本电子株式会社；HS3120超声波发生器，昆山市超声仪器有限公司；微量移液器；磁力加热搅拌器；TDL5M台式低速冷冻离心机，湖南凯达科学仪器有限公司；RF-6000荧光分光光度计，日本岛津。

生漆(湖北利川毛坝)，配置成质量分数0.6%生漆丙酮溶液备用；厚朴酚(中国药品生物制品检定所)配制成8 mg/L乙醇溶液，保存于4 ℃的冰箱中备用。Ru(bpy)3Cl2·6H2O、正硅酸乙酯(TEOS)、无水乙醇和氨水均为分析纯；水为二次蒸馏水。

1.3 电化学发光传感器的构建

1.3.1修饰电极的制备依次使用尺寸为1.0、0.3和0.05 μm的Al2O3粉末将玻碳电极(GCE，d=3.5 mm)研磨抛光，每次抛光后先后在乙醇和蒸馏水中各超声波清洗10 min，在25 ℃下烘干备用。将一定量的RuDS加入到丙酮生漆溶液中，超声波分散50 min，然后手工将10 μL此复合溶液均匀滴涂在处理好的GCE表面，在室温条件下晾干备用，即为修饰电极。

1.4 厚朴酚的检测

在优化条件下，将漆酚/RuDS修饰电极置于含有不同浓度厚朴酚的测试底液中，在室温下进行循环伏安法测量，电位为0.2～2.0 V，扫描速度为100 mV/s，光电倍增管负高压为800 V。记录电化学发光信号的变化值(ΔI)，对不同浓度的厚朴酚标准品作标准曲线，从而测量样品中厚朴酚的浓度。

1.5 表征与分析

1.5.2SEM分析将漆酚/RuDS混合物均匀滴涂于载玻片上，成膜后将其撕下。取适量样品平铺到导电胶上，并对其进行喷铂处理，用JSM- 6510lv扫描电子显微镜进行观察。

1.5.3电化学性质选定MPI-E型电致化学发光工作站，修饰电极为工作电极，Pt电极为对照电极，Ag/AgCl为参比电极(饱和KCl溶液)。测试均在0.1 mol/L PBS中进行。使用循环伏安(CV)法研究修饰电极的电化学行为，电位为0.2～2.0 V，扫描速度为100 mV/s。在光电倍增管负高压为800 V的条件下，记录电化学发光(ECL)信号。

2 结果与讨论

2.1.2SEM分析漆酚/RuDS复合膜的SEM图见图2。图2(a)表明漆酚聚合物膜具有良好的三维立体孔网状结构，孔壁粗糙，有利RuDS分布其上或嵌入其内部。图2(b)可清楚地观察到复合膜上有清晰可见的粒子分布于其中，说明RuDS已成功附着于复合膜内。

图1 荧光光谱图

Fig.1 Fluorescence spectra

a.漆酚聚合物 urushiol polymer; b.漆酚/RuDS urushiol/RuDS

图2 复合膜的SEM图

Fig.2 The SEM images of composite flim

2.2 传感器的电化学和电化学发光行为

2.3 厚朴酚在修饰电极上的电化学发光行为

将8×10-6g/L的厚朴酚溶液加入到0.1 mol/L的PBS缓冲液中，并混合均匀，以修饰电极为工作电极进行循环伏安扫描，光电倍增管负高压为800 V的条件下，记录电化学发光信号，结果如图5。

2.4 漆酚/RuDS复合膜对修饰电极ECL的影响

图9 扫描速率对ECL强度的影响Fig.9 The effect of scan rate on the ECL intensity

2.4.4扫描速率在优化条件制备修饰电极，在厚朴酚质量浓度为4.0×10-6g/L，pH值为6.5的PBS底液中考察了扫描速率在50～500 mV/s的范围内对修饰电极电化学发光强度的影响，结果如图9。在扫描速率为50～500 mV/s 的范围内，随着扫描速率的增大，其发光强度先增后减，当扫描速率为100 mV/s时，发光强度达到最大。因此选择100 mV/s的扫描速率进行后续实验。

2.5 传感器对厚朴酚的电化学发光响应

2.5.1线性范围和检出限在选定的最佳实验条件下，测定系列厚朴酚溶液的电化学发光强度。定义修饰电极在空白的PBS缓冲溶液中的ECL的强度为I0，在含有厚朴酚的PBS缓冲溶液中的ECL的强度为Ix，相对ECL强度ΔI(ΔI=Ix-I0)与厚朴酚质量浓度(c)在8×10-8～8×10-5g/L的质量浓度范围内互为线性关系。其线性回归方程为ΔI=2.016×106c+13.302，相关系数0.993 6，以大于噪音信号3倍的电流信号对应的质量浓度为最低检出限，重复5次以上实验得出最低检出限为3.7×10-8g/L。对质量浓度为8×10-6g/L厚朴酚进行8次平行测定其RSD为3.5%，表明其具有良好的重现性。

2.5.2合成样品分析将中药厚朴中几种常见共存物质与厚朴酚标准溶液混合后配制成合成样品 1～3号，使其中厚朴酚的质量浓度分别为4.8、8.0和10.0 μg/L，然后用本研究的方法对合成样品中的厚朴酚进行测定(n=8)，结果见表1。由表1可知,样品收率为98.7%～103.0%，RSD为1.8%～4.3%，表明本方法具有较好的可行性。