對(duì)乙酰氨基酚在分子印跡膜修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定

1、第 31卷 第 5期 2012年 5月 分析測(cè)試學(xué)報(bào)FENXI CESHI XUEBAO (Journal of Instrumental Analysis Vol. 31No. 5589 592收稿日期 :20111221; 修回日期 :20120104基金項(xiàng)目 :國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助 (21005021; 廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目資助 (2009198*通訊作者 :張珍英 , 博士 , 副教授 , 研究方向 :藥物分析 , Tel :02039352135, E mail :zzy509163. com對(duì)乙酰氨基酚在分子印跡膜修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定周清 1, 劉嵐 2, 翟海云 1

2、, 朱明芳 1, 張珍英1*(1廣東藥學(xué)院 藥科學(xué)院 , 廣東 廣州 510006; 2中山大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 , 廣東 廣州 510275摘要 :以對(duì)乙酰氨基酚 (PCT 為模板分子 , 甲基丙烯酸為功能單體 , 采用光引發(fā)原位聚合法在玻碳電極(GCE 表面聚合成膜 , 以甲醇 甲酸將模板分子洗脫 , 制得對(duì)乙酰氨基酚分子印跡膜修飾電極 (MIP GCE , 建立了該電極直接測(cè)定 PCT 的分析方法 。 結(jié)果表明 , 該傳感器具有較高的選擇性和靈敏度 , PCT 濃度在 5. 0 105 1. 0 103mol L 1范圍內(nèi)與其峰電流呈良好的線性關(guān)系 , 檢出限為 1. 4 106mo

3、l L 1。 應(yīng)用 該法測(cè)定藥物中 PCT 的含量 , 在干擾物質(zhì)共存情況下的回收率為 96% 105%。 關(guān)鍵詞 :對(duì)乙酰氨基酚 ; 分子印跡膜 ; 玻碳電極 ; 電化學(xué) ; 原位聚合 ; 光引發(fā) 中圖分類號(hào) :O657. 1; TQ460. 72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A文章編號(hào) :10044957(2012 05058905doi :10. 3969/j.issn. 10044957. 2012. 05. 015Electrochemical Behavior and Determination of Paracetamol at MolecularImprinted Film Modified

4、Glassy Carbon ElectrodeZHOU Qing 1, LIU Lan 2, ZHAI Hai-yun 1, ZHU Ming-fang 1, ZHANG Zhen-ying 1*(1Department of Pharmacy , Guangdong Pharmaceutical University , Guangzhou 510006, China ; 2School ofChemistry and Chemical Engineering , Sun Yat-sen University , Guangzhou 510275, China Abstract :Using

5、 paracetamol (PCT as template and methylacrylic acid as functional monomer , a mo-lecular imprinted polymer film was synthesized on the surface of glassy carbon electrode (GCE through in-situ polymerization by UV irradiationAfter the template was removed with methanol and formic acid mixture solutio

6、n , a paracetamol imprinted polymer film modified glassy carbon electrode (MIP GCE was prepared , and a method for the determination of PCT was developed with MIP GCEThe sensor exhibited a good selectivity and sensitivityThe calibration curve was linear in the range of 5. 0 1051. 0 103mol L 1with a

7、detection limit of 1. 4 106mol L 1The method was applied in the determination of PCT in drugs , with recoveries of 96%105%Key words :paracetamol ; molecular imprinted film ; glassy carbon electrode ; electrochemistry ; in-situ polymerization ; UV irradiation對(duì)乙酰氨基酚 (Paracetamol , PCT 俗稱撲熱息痛 , 是一種乙酰苯胺

8、類解熱鎮(zhèn)痛藥 , 用于感冒發(fā)燒 、關(guān)節(jié)痛 、 神經(jīng)痛 、 偏頭痛等癥 , 在西藥及中西藥合劑中廣泛使用 , 因其安全有效 , 在我國(guó)以及歐美等國(guó)家被作為 OTC 藥物上市銷售12, 對(duì) PCT 的測(cè)定是相關(guān)藥物質(zhì)量控制的基本要求 。 目前關(guān)于 PCT 測(cè) 定的文獻(xiàn)已有很多報(bào)道 , 方法也比較成熟 , 主要有分光光度法34、 高效液相色譜法 57等 , 2010版 中國(guó)藥典采用高效液相色譜法測(cè)定 , 電化學(xué)測(cè)定方法也有相關(guān)報(bào)道810。 玻碳電極由于較好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性在電分析中被廣泛應(yīng)用 , 但其選擇性 、 靈敏度均不高 , 通過修飾進(jìn)行彌補(bǔ)是常用的方法1113。 由于分子印跡聚合物的特異性識(shí)別

9、能力 , 以分子印跡膜作為傳感介質(zhì)修飾玻碳電極的表面能大大提高電極的選擇性 、 增加其靈敏度 , 使一些原來不能或者需要前處理之后才能測(cè)定的樣品實(shí)現(xiàn)了直接測(cè)定1416。 本文采用光引發(fā)原位聚合法在玻碳電極 (GCE 表面聚合成 PCT 分子印跡修飾膜 , 建立了用該膜修飾電極直接測(cè)定 PCT 的方法 , 并將該法應(yīng)用于西藥復(fù)方和中西 藥合劑中 PCT 含量的測(cè)定 , 結(jié)果滿意 。分析測(cè)試學(xué)報(bào) 第 31卷1實(shí)驗(yàn)部分 1. 1儀器與試劑對(duì)乙酰氨基酚對(duì)照品 (中國(guó)藥品生物制品檢定所 ; 甲基丙烯酸 (MAA , 成都市科龍化學(xué)試劑廠 、 乙二醇二甲基丙烯酸酯 (EDMA , 阿拉丁試劑有限公司 、

10、偶氮二異丁腈 (AIBN , 天津市科密歐化學(xué)試 劑有限公司 均為分析純?cè)噭?; 紫外燈 (100W , 中心波長(zhǎng) 365nm , 廣東好豐光照明有限公司 ; 美撲偽 麻片 (中美史克天津制藥有限公司 ; 感冒靈膠囊 (三九醫(yī)藥股份有限公司 ; 其余試劑均為分析純 , 實(shí) 驗(yàn)用水為蒸餾水 。Ingsens-1010s 電化學(xué)工作站 (盈思儀器 (廣州 有限公司 ; 玻碳電極 、 Ag AgCl (飽和 KCl 電極 、鉑電極 (上海辰華儀器有限公司 ; pHS-25型酸度計(jì) (上海雷磁新涇儀器有限公司 。 1. 2實(shí)驗(yàn)方法1. 2. 1修飾電極的制備 精密稱取 PCT 模板分子 1mmol 置

11、于 15mL 錐形瓶中 , 加入 2mL 甲醇并超聲振蕩 , 待模板分子全部溶解后 , 再加入 4mmol 甲基丙烯酸 (MAA 、 1mL 乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA 、 30mg 偶氮二異丁腈 (AIBN , 通氮?dú)?10min , 低溫保存?zhèn)溆?。玻碳電極依次用 0. 3、 0. 05m 的 Al 2O 3粉末在麂皮上打磨后超聲洗凈 。 將 2L 的上述混合液滴 加 、 布滿在玻碳電極表面 , 蓋上蓋玻片 , 置紫外燈箱 (控制溫度低于 5 中照射 3h 。 聚合完成后取下 蓋玻片 , 將電極置于甲醇 甲酸 (70 30 中攪拌洗脫 30min , 經(jīng)重復(fù)洗脫 3次后 , 換甲醇洗凈

12、備用 。非印跡電極 (NIP GCE 除不加模板分子外 , 其余步驟相同 。 1. 2. 2樣品前處理 取美撲偽麻片或感冒靈膠囊內(nèi)容物研細(xì) , 準(zhǔn)確稱取適量于錐形瓶中 , 加甲醇超聲提取 30min , 濾膜 (0. 22m 過濾 , 取適量濾液用甲醇稀釋定容至容量瓶中 , 搖勻 , 備用 。 1. 2. 3電化學(xué)測(cè)試 取一定量的試樣溶液于容量瓶中 , 用鹽酸溶液稀釋定容 , 搖勻后倒出適量試液于小燒杯中 , 插入三電極系統(tǒng) , 于 0. 30V 富集 150s , 以 100mV s 1的掃速掃描至 1. 10V , 記錄其在0. 78V 附近的峰電位及峰電流 。2結(jié)果與討論2. 1修飾結(jié)果

13、的電化學(xué)表征將 MIP GCE 在未洗脫 、 部分洗脫 、 完全洗脫模板分子 3種情況下 , 于 0. 1mol L 1的 HCl 溶液 中掃描 , 結(jié)果如圖 1所示 。 由圖可以看出 , 隨著模板分子逐漸被洗脫 , 峰電流降低 ; 洗脫 3次以上的峰電流降低至接近 0。 將洗脫后的 MIP GCE 與 GCE 分別在空白溶液中掃描 , 兩電極的基線電流相當(dāng) , 表明模板分子已被洗脫干凈。 圖 1MIP GCE 在空白溶液中的循環(huán)伏安圖 Fig. 1Cyclic voltammograms of blanksolution at MIP GCEabefore removing template

14、 ; bpartly removingtemplate ; cafter removing template2. 2PCT 在 MIP GCE 上的循環(huán)伏安行為分別在 NaH 2PO 4NaOH 、 B R 、 HAc NaAc 、HNO 3、 H 2SO 4、 HCl 緩沖溶液中對(duì) 1. 0 104mol L 1的 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行試驗(yàn) , 結(jié)果發(fā)現(xiàn)在不同的緩 沖溶液及 pH 值條件下 , PCT 在 MIP GCE 上呈現(xiàn)兩 種伏 安 行 為 。 在 酸 度 較 低 的 緩 沖 溶 液 HAc NaAc (pH 4. 5 中呈現(xiàn)較對(duì)稱的氧化和還原峰 , 其電位分 別位于 0. 62V

15、及 0. 52V 附近 ; 在酸度較高的緩沖溶 液 HCl (pH 0. 5 中只呈現(xiàn) 1個(gè)明顯的氧化峰 , 其峰電 位在 0. 78V 附近 , 且峰電流較大 , 穩(wěn)定性好 (見圖 2 , 因此本文選取該峰作為測(cè)量峰 。用 MIP GCE 、 NIP GCE 、 GCE 分別測(cè)量相同 濃度的 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液 , 所得結(jié)果如圖 3所示 。 由圖 3可以看出 , MIP GCE 的峰電流最大 , NIP GCE 次 之 , GCE 裸 電 極 最 小 , 說 明 MIP GCE 表 現(xiàn) 出 對(duì)95第 5期 周 清等 :對(duì)乙酰氨基酚在分子印跡膜修飾玻碳電極上的電化學(xué)行為及測(cè)定 圖 2PCT 在不

16、同緩沖溶液中的循環(huán)伏安圖 Fig. 2Cyclic voltammograms of PCTin different buffer solutionsaHAc NaAc , pH 4. 5; bHCl , pH 0. 5PCT 的特異性吸附能力 , 從而使得響應(yīng)電流增大 , 增 大量 約 為 GCE 裸 電 極 的 1倍 , 峰 位 亦 從 0. 69V (GCE 移至 0. 78V (MIP GCE 。2. 3實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化由于不同濃度的 PCT 在 MIP GCE 表面上達(dá)到 平衡所需的時(shí)間不同 , 濃度越小 , 達(dá)到吸附平衡所 需要的時(shí)間越長(zhǎng) , 反之越短 。 為使不同濃度 PCT 均

17、有較大的 響 應(yīng) 值 , 本 文 在 兩 個(gè) 不 同 的 濃 度 (1. 0 104、 1. 0 105mol L 1 下測(cè)定攪拌富集時(shí)間對(duì)峰 電流的影響 。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)富集時(shí)間為 200s 時(shí) , 兩個(gè)濃 度 PCT 溶液的峰電流均達(dá)到最大 。進(jìn)一步考察了掃描速率對(duì)峰電流及峰形的影響 ,固 定 PCT 標(biāo) 液 濃 度 為 1. 0 104mol L 1, 按 圖 33種電極在相同濃度 PCT 標(biāo)準(zhǔn) 溶液中的循環(huán)伏安圖Fig. 3Cyclic voltammograms of PCT standard solution at three electrodesaMIP GCE ; bNIP GCE

18、 ; cGCE“ 1. 2. 3” 所述方法 , 設(shè)定掃描速率分別為 50、 100、 200、 300、 400、 500mV s 1進(jìn)行試驗(yàn) 。 結(jié)果顯示 , 隨著掃描速率的不斷增大 , 峰電流不斷增加 , 峰電 位稍向右移動(dòng) , 但峰形逐漸變差 , 為獲得較好的信 噪 比 及 較 好 的 峰 形 , 實(shí) 驗(yàn) 選 擇 掃 描 速 率 為 100mV s 1。2. 4干擾實(shí)驗(yàn)選取結(jié)構(gòu)與 PCT 相近的對(duì)硝基苯酚 、 間苯二酚及 -萘酚 3種干擾物 , 按照一定量分別加入 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶 液中 , 在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下用 MIP GCE 電極測(cè)定其伏 安行為 (見圖 4 。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)硝基苯酚 、

19、 間苯二酚在 加入量相當(dāng)于樣品中 PCT 量的 100%時(shí)基本不干擾測(cè) 定 ; -萘酚在加入量相當(dāng)于樣品中 PCT 量的 20%時(shí)即干擾測(cè)定 , 其加入量為 PCT 量的 100%時(shí) , PCT 的峰基本上被掩蓋 ; 加入大量的 Na +、 K +、 Ca 2+、 Mg 2+、 NH +4、 Cl 、 SO 24等無機(jī)離子不干擾測(cè)定 。同時(shí)與 NIP GCE 、 GCE 裸電極做了比較 , 發(fā)現(xiàn)該兩種電極對(duì)無機(jī)離子的抗干擾能力均較強(qiáng) , GCE 裸電極對(duì)對(duì)硝基苯酚及間苯二酚有一定的抗干擾能力 , NIP GCE 對(duì)上述 3種酚類物質(zhì)的抗干擾能力均 較差 。2. 5電極的重復(fù)性與重現(xiàn)性新制作的修

20、飾電極在空白溶液中掃描處理穩(wěn)定后 , 連續(xù)測(cè)定同一 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液 10次 , RSD 為 0. 4%, 說明該修飾電極的精密度好 ; 相同條件下平行制作 5支電極 , 測(cè)定同一 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液 , RSD 為 2. 6%, 說明電極的重現(xiàn)性較好 。2. 6線性范圍與檢出限配制一系列不同濃度的 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液 , 在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下用 MIP GCE 電極測(cè)定其峰電流 , 結(jié)果發(fā)現(xiàn) PCT 濃度在 5. 0 105 1. 0 103mol L 1范圍內(nèi)與峰電流呈良好線性關(guān)系 (見圖 5 , 線性方程為 I PC =2. 5568c +0. 3195(r =0. 9999 , 檢出限 (S

21、/N=3 為 1. 4 106mol L 1, 說明此修飾電極的 線性范圍較寬 、 靈敏度較高 。2. 7實(shí)際樣品測(cè)定在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下 , 采用 MIP GCE 電極分別測(cè)定美撲偽麻片及感冒靈膠囊中的 PCT 含量 , 按 “ 1. 2. 2” 方法對(duì)樣品進(jìn)行處理 , 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 1。 從表 1可知 , 該法在干擾物質(zhì)共存情況下直接測(cè)定藥物 中 PCT 的回收率為 96% 105%, 表明該法準(zhǔn)確可靠 , 可直接用于實(shí)際樣品中 PCT 的測(cè)定 。195分析測(cè)試學(xué)報(bào) 第 31卷 圖 4MIP GCE 在加入不同干擾物的 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液中的循環(huán)伏安圖Fig. 4Cyclic voltammog

22、rams of PCT standardwith different interfering substancesaPCT standard ; b100%p -nitrophenol ; c100%dioxy-benzene ; d20%-naphthol ; e100%-naphthol圖 5MIP GCE 在不同濃度 PCT 標(biāo)準(zhǔn)溶液中的循環(huán)伏安圖Fig. 5Cyclic voltammograms of different concentration PCT standard at MIP GCEinsert :relationship between concentrationof

23、PCT and current intensity表 1藥品中 PCT 的加標(biāo)回收率 (n =3Table 1Recoveries of PCT in drug samples (n =3Sample *Original c /(104mol L 1Added c /(104mol L 1Foundc /(104mol L 1 RecoveryR /%RSDs r /%A11. 5331. 0002. 565, 2. 571, 2. 567103, 104, 1040. 29A21. 5332. 0003. 577, 3. 584, 3. 587102, 103, 1030. 26A31. 5

24、335. 0006. 437,6. 456, 6. 47698, 98, 990. 40B11. 5771. 0002. 538, 2. 571, 2. 53996, 96, 960. 16B21. 5772. 0003. 637,3. 670, 3. 676103, 105, 1051. 03B31. 5775. 0006. 482,6. 513, 6. 47898, 99, 980. 39*A :compound dextromethorphan hydrobromide tablets (美撲偽麻片 ; B :ganmaoling capsule (感冒靈膠囊 參考文獻(xiàn) :1Wang L

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