聚邻氨基对酚磺酸修饰电极测定尿酸

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第20卷第9期2008年9月化学研究与应用Chem ica lR esea rch and A pp licati on V o.l 20,N o .9Sep .,2008收稿日期:2007-10-31;修回日期:2008-01-13联系人简介:董文举(1951-),男,副教授,研究方向为电化学分析。

Em i:l dw j 7831@163 co m文章编号:1004-1656(2008)09-1235-04聚邻氨基对酚磺酸修饰电极测定尿酸董文举*,李 晶,郭敬红(河南师范大学化学与环境科学学院,河南省高校环境科学与工程重点学科开放实验室,河南 新乡 453007)关键词:聚邻氨基对酚磺酸;修饰电极;尿酸;循环伏安法;差分脉冲伏安法中图分类号:O 657 1 文献标识码:A尿酸(UA )是核蛋白和核酸的代谢产物,人体内尿酸的水平与肝脏疾患[1]、肾病[2]以及心血管疾病[3]等有着密切的关系。

因此,对人体体液中尿酸的定量分析无论在药物控制方面还是在临床诊断方面都具有重要意义。

目前用于检测尿酸的方法有光谱法、液相色谱法、酶方法[4]和电化学方法等。

利用化学修饰电极方法测定尿酸已有报道[5-9],。

本文以循环伏安法制备了聚邻氨基对酚磺酸修饰电极,实验表明该电极大大提高了尿酸的测定灵敏度,为尿酸的测定提供了一个快速、可靠的方法。

利用该法可在抗血酸(AA )存在下直接分析尿液中的尿酸含量,样品不需要经过任何预处理步骤,测定结果令人满意。

1 实验部分1 1 仪器和试剂LK98A 微机电化学分析系统(天津兰力科化学电子高技术有限公司);三电极系统:工作电极为玻碳电极或聚合物薄膜修饰电极,参比电极为饱和甘汞电极,对电极为铂电极;KQ2200B 型超声波清洗器等。

邻氨基对酚磺酸(实验室试剂,上海试剂总厂第三分厂),配成0 010m o l/L 的水溶液;尿酸(AR ,上海试剂站进口分装),用0 1m o l/L 的N a 2C O 3溶液加热配制成0 010m ol/L 标准储备液,测试液临用前用二次蒸馏水稀释至所需浓度;0 067m o l/L 磷酸盐缓冲溶液(PBS)(p H =5 6,p H =7 2)、1m ol/L 的NaC l 溶液、醋酸盐缓冲溶液及其它试剂等均为分析纯试剂配制而成;试验用水均为二次石英重蒸水(简称二次水),试验过程中无须通氮除氧且在室温下进行。

1 2 修饰电极的制备用金相砂纸将玻碳电极(GCE )表面抛光,然后用糊状A l 2O 3粉末打磨成镜面,再依次在HNO 3(1 1)、乙醇(1 1)及二次蒸馏水中进行超声洗涤(每次约5m i n )。

将清洗后的电极放入含2 0 10-3m o l/L 邻氨基对酚磺酸的PBS 溶液(pH =7 2)中,静止条件下接通三电极系统并与仪器连接,以100mV /s 的扫速在-1 5V ~+2 3V 电位范围内循环扫描10周修饰后取出,二次水淋洗,然后置于PBS 溶液(p H =7 2)+0 1m ol/L 的N a C l+2 0 10-3m o l/L 邻氨基对酚磺酸的体系中,以100mV /s 的扫描速率扫描活化。

控制扫描电位范围为-1 0V ~+1 0V,循环扫描活化15m i n 后,二次水淋洗干净,用滤纸吸干,室温下保存待用。

1 3 试验方法在10mL 容量瓶中加入一定量UA,用pH =5 6的磷酸缓冲溶液稀释至刻度,摇匀,转移至电解池中,以修饰电极或玻碳电极为工作电极,采用循环伏安法或差分脉冲伏安法进行尿酸含量的分析。

1 4 电极表面的更新每次扫描结束后,将电极置于p H =5 6的PBS 缓冲溶液中,在0 0~+1 0V 之间循环扫描化学研究与应用第20卷活化至无明显溶出峰为止,二次水淋洗干净,用滤纸吸干,在室温下保存即可。

2 结果与讨论2 1 修饰电极的电化学行为图1为玻碳电极在2 0 10-3m o l/L邻氨基对酚磺酸+PBS缓冲溶液(pH=7 2)中的循环伏安图,扫描第一圈时,分别在0 35V和1 45V处出现氧化峰,在-0 57V处出现一还原峰。

随着扫描次数的增加,0 35V处的氧化峰和-0 57V处的还原峰的电流均增大,而1 45V处的氧化峰逐渐减小。

表明发生了聚合反应。

2 2 UA在修饰电极上的循环伏安行为由图2(1)可以看出裸玻碳电极对2 0 10-5 mo l/L的UA几乎没有响应,而修饰电极对UA的氧化具有明显的电催化作用,氧化峰电位为0 54V左右。

氧化峰电流与扫描速率相关,对于2 0 10-5m o l/L的UA,当扫描速率为100mV/s~ 600mV/s时,峰电流与扫描速率的平方根成正比,线性方程为I p( A)=9 04+0 85 (mV/s),相关系数r=0 998。

随着扫描速率的增加,峰电位缓慢地向正电位方向偏移,这是不可逆反应的典型特征。

在电极上尿酸可能进行如下反应[10]。

图1 邻氨基对酚磺酸聚合过程的循环伏安曲线F i g 1cyclic vo ltamm etr i c curves of2-Am i no-Phenp-l P-Sulphon ic acid poly me rization pro cessscan per i od:1~10,Scan ra te:100mV/s图2 尿酸在裸电极(1)和修饰电极(2)上的循环伏安图F ig 2 cycli c vo lta mm etr i c curves of UAat g l assy carbon electrode(1)andmod ifi ed electrode(2)电化学氧化的主产物是4,5-二羟基尿酸,该产物不稳,大部分碎裂成尿囊素,因此循环伏安图中阴极峰不明显。

本实验采用扫速为100mV/s,尿酸浓度在8 0 10-6m ol/L~2 0 10-4m ol/L范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系,检测限为6 0 10-6m o l/L。

线性方程为I p( A)=0 49+1 27 105C UA(m o l/L),相关系数r=0 999。

2 3 UA在修饰电极上的差分脉冲伏安行为差分脉冲伏安法(DPV)因具有较好的灵敏度和良好的选择性而得到广泛的应用。

将该修饰电极和差分脉冲伏安法结合起来,可提高测定UA的灵敏度。

用差分脉冲伏安法测定了尿酸的氧化峰电流与其浓度的关系,发现在6 0 10-7m o l/L~2 0 10-5m o l/L范围内呈现良好的线性关系,线性方程为I p( A)=0 098+2 9 105C UA(m ol/L),相关系数r=0 994,检测限为1 0 10-7mo l/L。

2 4 p H及介质的影响支持电解质的种类及p H值对尿酸的电流响应有很大的影响。

固定尿酸的浓度为2 0 10-5mo l/L,分别选用磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、乙酸-乙酸钠缓冲溶液、磷酸二氢钾-磷酸氢二1236第9期董文举等:聚邻氨基对酚磺酸修饰电极测定尿酸钠缓冲溶液为底液,发现在以磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液为底液时,峰形最好,灵敏度最高。

以2 0 10-5m o l/L UA 进行实验,在p H 4 5~7 2的磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液进行试验,发现pH 值为5 6时,峰电流最大。

所以本实验选用p H 值为5 6的磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液为底液。

2 5 电位对峰电流的影响对于循环伏安法,固定尿酸的浓度为2 0 10-5m o l/L ,发现电位在0 0~1 0V 时,峰形最好,电流最大,最稳定,所以本实验采用0 0~1 0V 的电压范围。

对于差分脉冲法,固定尿酸的浓度为5 0 10-6m o l/L ,当起始电位在-0 2V ~0 1V 间变化时,峰电流保持恒定,当起始电位大于0 1V 时,峰电流开始减小。

本实验选择0 0V为起始电位。

图3 UA 和AA 共存时的循环伏安曲线F i g 3 cyc li c vo lta mm e tric cu rves o fUA and AA at M od ifi ed E l ec trode 1 M od ifi ed electrode in b l ank sy stem ;2 M od ifi ed electrode in 5 0 10-5m o l/LUA +2 0 10-3mo l/L AA2 6 干扰实验和电极的重现性按实验方法,在固定UA 浓度为2 0 10-5mo l/L 的情况下,考察了电极的重现性。

每次测定后在空白磷酸盐缓冲溶液(p H =5 6)中,循环伏安扫描即可恢复电极活性。

平行测定5次的相对标准偏差仅为2 2%,说明该修饰电极重现性良好。

在最佳测试条件下,对于2 0 10-5mo l/L 的UA,100倍的抗坏血酸,100倍的葡萄糖,100倍的蔗糖,2000倍的KC l、Na C l,150倍的N i 2+、Cu 2+、Zn 2+、Mg 2+、Cd 2+、Ba 2+均不干扰测定。

2 7 UA 和AA 共存时的电化学行为在p H =5 6的磷酸盐缓冲溶液中,研究了尿酸和抗坏血酸在修饰电极上的电化学行为。

结果发现,100倍的抗坏血酸不干扰2 0 10-5m ol/L 尿酸的测定,在200倍浓度的AA 存在下,尿酸的氧化峰电流降低10 0%,而氧化峰电位不变。

这说明修饰电极对尿酸的测定有良好的选择性,即使存在高浓度的抗坏血酸仍可测定尿酸。

2 8 样品分析2 8 1 尿样中UA 的测定 取新鲜尿样2 00m l 于50m L 容量瓶中,加2 0mL 0 1m ol/L N a 2CO 3溶液,用二次重蒸水稀释至刻度即为分析样液。

取上述样液0 25mL 于10mL 容量瓶中,加入5 0mL 磷酸缓冲溶液(p H =5 6),用纯水稀释至10mL 。

按实验方法步骤进行实验,平行测定5次,结果列于表1中。

2 8 2 样品回收率实验 取新鲜尿样2 00m l 于50mL 容量瓶中,于其中加入1 00mL 浓度为0 0100m ol/L UA 标准溶液,再加入2 0mL 0 1mo l/L N a 2C O 3溶液,用纯水稀释至刻度即可。

取0 25mL 此液于电解池中,按样品分析方法进行测定,平行测定5次,结果同时列于表1中。

表1 样品测定和回收实验结果T able 1 Sa mp le m easurem ent and recovery resu lts样品样品含量(10-3m o l/L )样品平均含量(10-3mo l/L )相对标准偏差R S D (﹪)加入量(10-4m o l)测得值(10-4m o l )回收率(﹪)12 30,2 31,2 41,2 34,2 392 352 12 002 02,2 06,2 07,2 07,2 09101~10524 51,4 64,4 47,4 75,4 624 602 42 002 10,2 13,2 09,2 06,2 12103~106参考文献:[1]李瑾,罗和生 肝硬化患者血尿酸水平的变化和意义[J] 内科急危重症杂志,2003,9(1) 27-30[2]邹和群 尿酸肾病[J] 临床肾脏病杂志,2002,2(3)156-1571237化学研究与应用第20卷[3]刘文波,孙晓建,刘少荣,等 血清尿酸水平和冠脉病变相关性研究[J] 中国实用内科杂志,2003,23(5) 271-272[4]Tomonor iHosh,i H i dekazu Sa i k,i Jun-i chi Anzai Amperometricur i c aci d sensors based on po l yelectrolyte multilayer fim l s[J] T alant a,2003,61(3,4) 363-368[5]Z are H R,M e m arzadeh F,M azl ou m A rdakan i M,eta l N orep i nephri ne-mod ified g lassy carbon electrode for thesi m ultaneous deter m i nation of ascorb ic ac i d and uric acid [J] E lectrochi m ica A ct a,2005,50(16-17) 3495-3502 [6]X iangqi n L i n,Y ongx i n L i M ono l ayer cova l ent m od ifi cationo f5-hydroxy tryptophan on g l assy carbon e l ec trodes fo rsi m ultaneous deter m i nati on o f ur i c ac i d and ascorbic ac i d [J] E lectrochi m ica A cta,2006,51(26) 5794-5801 [7]张雷,林祥钦 单分子层C-氨基丁酸共价修饰玻碳电极同时测定多巴胺、尿酸和抗坏血酸[J] 高等学校化学学报,2003,24(4) 591-594[8]周谷珍,孙元喜 聚结晶紫薄膜修饰电极测定尿酸[J] 分析测试学报,2004,23(6) 18-21[9]董文举,樊雪梅 聚对氨基苯磺酸修饰电极测定尿酸[J] 分析实验室,2007,26(2) 6-9[10]康天放,沈国励,俞汝勤 尿酸在过氧化聚吡咯膜修饰电极上的伏安行为[J] 五邑大学学报自然科学版, 2001,15(2) 1-6Deter m ination of uric aci d w ith poly(2-a m i no-pheno-l p-sul phon i c acid)m od ified electrodeDONG W en-j u*,L I Ji n g,GUO Jing-hong(Co ll ege of Chem istry and Env iron m en t Sc ience,K ey L aboratory Comm i ssi on of Env iron m en t Sc ience and Eng i neer i ng, Education Comm issi on of H enan P rov i nce,H enan N or m a lU n i versity,X i nx iang453007,China)Abstrac t:A po ly(2-Am i no-Pheno-l P-Sulphon i c acid)M odifi ed E l ectrode was prepared by cy cli c vo lta mm etry and t he electroche m ical behav ior of U r i c A c i d(UA)on this m odified e lectrode w as st udied T he resu lt w as showed t hat this m odified electrode has strong e l ec tro ca talytic functi ona lity f o r UA,and strong ant-i j amm i ng i m pact for A scorb ic acid(AA) In p H=5 6KH2PO4-N a2HPO4bu ffer so l u tion,use cy cli c vo lta mm etry and d iffe rence pu l se vo lta mm etry,t he li near rang for dete r m ini ng UA w as8 0 10-6m o l/L~2 0 10-4m ol/L(CV)and4 0 10-7m o l/L~1 0 10-5m o l/L(D PV),T he detec ti on li m it is6 0 10-6m o l/L and1 0 10-7m o l/L U se of t h is me t hod for m easure m en t of UA i n uri ne obta i ned sa ti sfactory resultsK ey word s:Po ly(2-Am i no-Pheno-l P-Sulphon i c acid);M odified electrode;U ric ac i d;Cyc lic vo lta mme try;D ifferential pulse vo lta mm e try(责任编辑 李 方) 1238。