一種聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極的制備方法及其在測定撲熱息痛中的應用與流程

本發明屬于化學修飾電極技術領域，具體涉及一種聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極的制備方法及其在測定撲熱息痛中的應用。

背景技術：

化學修飾電極是目前最活躍的電化學和電分析化學的前沿領域之一。它是在電極表面進行分子設計，使電極具有某種特定的化學和電化學性質。目前修飾電極的種類很多，如有機小分子、金屬納米粒子(Nanoparticles，NPs)和聚合物薄膜等。其中，用聚合物薄膜作為修飾劑對電極表面進行修飾制備的聚合物薄膜修飾電極，由于聚合物種類繁多，性能穩定，含電活性中心濃度高，有三維可利用的勢場，而且修飾方法簡單，發展迅速，在電化學、傳感器等領域得到廣泛的應用。

撲熱息痛(Paracetamol，簡稱PCT)化學名為對乙酰氨基酚(acetaminophen)，為芳環對位取代的酰胺類藥物，有解熱、鎮痛作用，對血小板及凝血機制有影響。臨床上主要用于感冒發燒、關節痛、神經痛及偏頭痛、癌性痛及手術后之痛等。最近，國內外一些研究機構不斷發現撲熱息痛的新作用，如長期服用可減少婦女患卵巢癌的危險、減低心肌梗塞和中風的發病率。近年來相繼有報道稱撲熱息痛已成為哮喘、過敏性疾病以及中風等疾病的風險因素，因此對撲熱息痛含量的測定引起了人們廣泛的興趣，建立準確、快速、靈敏的撲熱息痛含量分析方法在臨床醫學及藥理學研究方面有重要的實際意義。目前，撲熱息痛的測定方法主要有分光光度法、高效液相色譜法、毛細管電泳法、熒光法以及流動注射化學發光法等。這些方法要么用到復雜昂貴的儀器，要么需要進行耗時較多的樣品預處理過程。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種具有靈敏度高、儀器簡單、分析成本低等優點的測定撲熱息痛的方法。

為實現上述目的，本發明采用了生物有機染料甲基藍(Methyl Blue，MB)和納米材料乙炔黑(Acetylene black，ACET)來修飾玻碳電極，制備得到了聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極。

所述聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極的制備方法如下：①按固液比0.1～0.3mg∶1mL將乙炔黑加入到蒸餾水中，超聲分散均勻，得到乙炔黑懸浮液；②將玻碳電極拋光，依次在無水乙醇和蒸餾水中超聲清洗，然后用蒸餾水清洗，烘干備用；③將乙炔黑懸浮液滴加在步驟②處理后的玻碳電極表面，烘干得到乙炔黑修飾玻碳電極；④將乙炔黑修飾玻碳電極放置在含聚甲基藍PBS緩沖溶液，在1.6V的恒電位下聚合15～25min，得到聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極。

優選的，所述聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極的制備方法如下：①將0.2mg乙炔黑加入到1mL蒸餾水中，超聲分散120min，得到乙炔黑懸浮液；②將玻碳電極依次用0.3μm、0.05μm氧化鋁粉在麂皮上拋光至呈鏡面，依次在無水乙醇和蒸餾水中各超聲清洗5min，然后用蒸餾水清洗，紅外燈烘干備用；③用微量進樣器取6μL步驟①制備的乙炔黑懸浮液滴加在步驟②處理后的玻碳電極表面，紅外燈下烘干得到乙炔黑修飾玻碳電極；④將乙炔黑修飾玻碳電極放置在含5.0×10^-3mol/L聚甲基藍的pH＝9.0的PBS緩沖溶液中，在1.6V的恒電位下聚合20min，得到聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極。

所述的聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極對撲熱息痛的測定方法如下：在室溫下，分別以聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，在含有不同濃度的pH＝5.0的撲熱息痛的ABS緩沖溶液中進行差分脈沖伏安掃描，記錄不同濃度撲熱息痛氧化峰電流值，結果表明撲熱息痛濃度在2.0×10^-6～4.0×10^-4mol/L范圍內，其濃度與氧化峰電流值具有良好的線性關系，繪制工作曲線，線性方程為I＝-1.506-0.0396C，I的單位為μA，C的單位為μmol/L，線性相關系數R＝0.991，檢出限為1.0×10^-6mol/L，S/N＝3；測定待測溶液的氧化峰電流值，代入線性方程I＝-1.506-0.0396C，I的單位為μA，C的單位為μmol/L，計算待測溶液中撲熱息痛的含量。

本發明產生的有益效果是：本發明用循環伏安法在玻碳電極表面先滴凃后聚合制備了聚甲基藍/乙炔黑修飾電極，研究了撲熱息痛在該電極上的電化學行為，建立了測定痕量撲熱息痛的新方法。本實驗用于撲熱息痛的測定，檢出限可達1.0μmol/L，線性范圍有2個數量級，且穩定性、使用壽命均較高。

附圖說明

圖1為不同濃度的撲熱息痛在聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極上的差分脈沖伏安曲線以及撲熱息痛的氧化峰電流與其濃度之間的關系圖；

圖2為不同修飾電極的循環伏安圖；

圖3為不同電極的交流阻抗圖。

具體實施方式

實施例1

聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極的制備方法如下：①將0.2mg乙炔黑加入到1mL蒸餾水中，超聲分散120min，得到乙炔黑懸浮液；②將玻碳電極(有效直徑3mm)依次用0.3μm、0.05μm氧化鋁粉在麂皮上拋光至呈鏡面，依次在無水乙醇和蒸餾水中各超聲清洗5min，然后用蒸餾水清洗，紅外燈烘干備用；③用微量進樣器取6μL步驟①制備的乙炔黑懸浮液滴加在步驟②處理后的玻碳電極表面，紅外燈下烘干得到乙炔黑修飾玻碳電極(ACET/GCE)；④將乙炔黑修飾玻碳電極放置在含5.0×10^-3mol/L聚甲基藍的pH＝9.0的PBS緩沖溶液(磷酸緩沖鹽溶液)中，在1.6V的恒電位下聚合20min，得到聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極。

利用差分脈沖伏安法(DPV)對撲熱息痛進行測定(-0.2～1.2V之間，掃描速率為100mV/s進行循環伏安掃描；在0.2～0.8V之間，掃描速率為100mV/s進行差分脈沖伏安掃描)。

具體測定方法如下：在室溫下，分別以聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，在含有不同濃度(2、15、30、60、100、200、300、400μmol/L；a-h)的pH＝5.0的撲熱息痛的ABS緩沖溶液(醋酸鹽緩沖溶液)中進行差分脈沖伏安掃描，記錄不同濃度撲熱息痛氧化峰電流值，如圖1所示，結果表明撲熱息痛濃度在2.0×10^-6～4.0×10^-4mol/L范圍內，其濃度與氧化峰電流值具有良好的線性關系，繪制工作曲線如圖1所示，線性方程為I＝-1.506-0.0396C，I的單位為μA，C的單位為μmol/L，線性相關系數R＝0.991，檢出限為1.0×10^-6mol/L，S/N＝3。測定待測溶液的氧化峰電流值，代入線性方程I＝-1.506-0.0396C，I的單位為μA，C的單位為μmol/L，即可計算待測溶液中撲熱息痛的含量。

撲熱息痛在不同電極上的電化學催化行為(掃描速率為100mV/s)

在含有500μmol/L的撲熱息痛的0.1mol/L(pH＝5.0)的ABS醋酸鹽緩沖溶液中，研究了撲熱息痛在不同電極上的循環伏安行為，結果如圖2所示。由圖2可以看出，撲熱息痛在所研究電極上的陽極掃描過程中均會出現一個明顯的氧化峰，但反向掃描時，未觀察到相應的還原峰，表明撲熱息痛的電極過程是不可逆的氧化過程。與玻碳電極裸電極(曲線a)相比，撲熱息痛在聚甲基藍修飾電極(曲線b)上的峰電流稍有增加，峰行變好(把清洗干凈的玻碳電極代替乙炔黑修飾的玻碳電極進行上述步驟④的電聚合操作即可制得聚甲基藍修飾電極)；在乙炔黑修飾玻碳電極(曲線c)上的峰電流也稍有增加，峰形變好；撲熱息痛在聚甲基藍/乙炔黑復合修飾玻碳電極(曲線d)上的峰電流達到最大。由此可見，由于甲基藍聚合物和納米乙炔黑的共同作用，改善了電極表面性質，提供了較多的反應位點，增大了電極的有效反應面積，并加快了撲熱息痛與電極表面的電子傳遞速率，有效地提高了對撲熱息痛的電催化作用。

不同電極對交流阻抗的影響

在含有1mmol/LFe(CN)₆^3-/4-和0.1mol/LKCl溶液中，研究了不同修飾電極的阻抗(圖3)。由圖3可以看出，與裸電極(曲線a)相比，在聚甲基藍修飾電極(曲線b)上的阻抗明顯減少，而乙炔黑修飾玻碳電極(曲線c)上的阻抗稍有減少。在聚甲基藍/乙炔黑復合物修飾玻碳電極(曲線d)上的阻抗比裸電極小，其比聚甲基藍修飾電極要大。

綜上可知，聚甲基藍和乙炔黑修飾玻碳電極制成電化學傳感器可用于撲熱息痛的靈敏測定。由于聚甲基藍優良的導電性能和成膜性能以及納米材料乙炔黑優良的導電性能和催化性能，使該修飾電極對于撲熱息痛的電化學氧化還原過程具有良好的催化性能，表現為其氧化峰電流顯著提高和氧化峰電位負移。實驗結果表明，該電化學傳感器具有穩定性好、易制備和成本低等優點。所建立的分析方法具有高的靈敏度和寬的線性范圍，可用于藥劑等中撲熱息痛含量的測定。