十二烷基磺酸鈉-鹽酸維拉帕米-聯吡啶釕體系電化學發光及其應用

摘要 在十二烷基磺酸鈉（SDS）中，考察了鹽酸維拉帕米- Ru（bpy）₃^2＋體系在金電極上的電化學及其發光行為。結果表明：SDS對體系的電化學反應和電化學發光強度具有顯著的增敏作用。據此，建立了一種高效、簡便的測定鹽酸維拉帕米的電化學發光新方法。在最佳實驗條件下，鹽酸維拉帕米濃度在1.0×10^－4～1.0×10^－7 mol/L范圍內與相對發光強度呈線性關系，檢出限（S/N＝3）為5.2×10^－10 mol/L，連續平行測定1.0×10^－5 mol/L鹽酸維拉帕米5次，發光強度的RSD為3.1%。對樣品進行回收實驗，回收率在98.7%～106.5%之間，RSD為3.0%（n＝5）。本方法具有較高的選擇性和靈敏度，樣品處理簡單，用于實際樣品的測定，結果滿意。

關鍵詞 十二烷基磺酸鈉；聯吡啶釕；電化學發光；鹽酸維拉帕米

2010-09-01收稿；2010-10-03接受

本文系國家自然基金（No.20665001）、桂科自（No.0832062）資助項目

* E-mail: lilijun0562@sina.com

1 引言

鹽酸維拉帕米（Verapamil hydrochloride，Yswlpm），是臨床常用的抗心律失常、抗心絞痛和治療高血壓病的鈣通道阻滯劑藥物。目前，測定鹽酸維拉帕米主要有分光光度法^［1］、高效液相色譜法^［2，3］、高效毛細管電泳法^［4］及流動注射化學發光法^［5］，尚未見電化學發光法測定鹽酸維拉帕米的報道。電化學發光由于其設備簡單、可控性強及較高的靈敏度和選擇性已經引起廣泛關注^［6～8］，其中研究和應用最多的是聯吡啶釕電化學發光體系，因其適用范圍廣、靈敏度高、線性范圍寬、抗干擾能力強、重現性好、試劑穩定及可以再生等優點而備受關注^［9，10］。

有關表面活性劑用于電化學發光體系的研究甚少，文獻［11，12］報道了非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑SDS、陽離子表面活性劑十六烷基三甲銨（CTA）-X（X為Cl^－， Br^－或HSO^－₄）對Ru（bpy）₃^2＋-TPrA體系的影響。本研究考察了兩種陰離子表面活性劑SDS和SDBS對Ru（bpy）₃^2＋-Yswlpm體系影響，發現0.3125 mmol/L SDS對體系的ECL效果最佳，對鹽酸維拉帕米進行了定性和定量分析，建立了測定維拉帕米的電化學發光新方法，與未加SDS的Yswlpm-Ru（bpy）₃^2＋體系相比，線性范圍拓寬了一個數量級，檢出限降低了一個數量級。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑MPI-E型電致化學發光分析系統（西安瑞邁電子科技有限公司）；DL-60D型超聲波清洗器（上海之信儀器有限公司）；電化學實驗用三電極系統:金電極為工作電極，Pt絲為對電極，Ag/AgCl為（飽和KCl溶液）參比電極。

0.1 mmol/L鹽酸維拉帕米標準儲備液：準確稱取0.0049 g鹽酸維拉帕米（中國藥品生物制品檢定所），用水溶解并定容至100 mL棕色容量瓶中；1.0 mmol/L聯吡啶釕（Aldrich公司）：準確稱取六水合三（2.2-聯吡啶）氯化釕0.0374 g，用水溶解并定容至50 mL棕色容量瓶中；200 mmol/L十二烷基磺酸鈉儲備液（SDS，化學純，國藥集團化學試劑有限公司）：準確稱取11.5352 SDS，用水溶解并定容至200 mL棕色容量瓶中。以上溶液均超聲脫氣后，冷藏于冰箱中備用。實驗用水均為二次蒸餾水。

2.2 實驗方法

三電極系統，支持電解質：0.3125 mmol/L SDS ＋ 0.2 mol/L H_3BO3-0.05 mol/L Na₂B₄O₇·10H₂O，CV圖及發光強度-時間實驗曲線圖均由MPI-E型電致化學發光工作站給出，繪制相對峰高強度與鹽酸維拉帕米濃度的校準曲線，對樣品進行分析測定。

3 結果與討論

3.1 SDS對yswlpm -Ru（bpy）₃^2＋體系的電化學及其發光行為的影響

圖1A-a為Yswlpm-Ru（bpy）₃^2＋體系的循環伏安圖，當加入0.3125 mmol/L SDS（圖1A-b），原有的氧化峰電流升高，還原峰電流下降。表明SDS促進了Yswlpm-Ru（bpy）₃^2＋體系的反應。圖1B為Yswlpm -Ru（bpy）₃^2＋體系的化學發光行為圖，當加入0.3125 mmol/L SDS，體系的ECL強度從1454 counts （圖1B-a）增加到4184 counts（圖1B-b），增大約3倍，這與圖1A中b比a 的循環伏安曲線明顯增強是一致的。

3.2 Ru（bpy）₃^2＋與Yswlpm -Ru（bpy）₃^2＋體系基于SDS存在下電化學行為和電化學發光行為

在電壓為0.2～1.25 V的CV掃描曲線（圖2A）中，SDS- Ru（bpy）²₃體系（曲線a）中加入0.1 mmol/L鹽酸維拉帕米后（曲線b），原有的氧化峰電流升高，還原峰電流下降。此現象表明，鹽酸維拉帕米對聯吡啶釕電化學反應有明顯的增敏作用。

圖2B分別為SDS-Ru（bpy）²₃體系（曲線a）和SDS-yswlpm-Ru（bpy）²₃^＋體系（曲線b）的電化學發光行為。兩個體系的發光電

位是一致的。當在SDS-Ru（bpy）²₃體系中加入鹽酸維拉帕米后，體系的ECL強度從90 counts（圖2B-a）增加到4184 counts（圖2B-b），增大約46倍。可見，在相同的條件下，鹽酸維拉帕米對聯吡啶釕ECL具有顯著增敏作用。Yswlpm-Ru（bpy）₃^2＋的反應機理與Ru（bpy）₃^2＋-TPrA相似^{［13～16］}。鹽酸維拉帕米的氨基氮于＋1.00 V （vs.Ag/AgCl）被氧化為氮陽自由基離子，該自由基與Ru（bpy）₃^3＋反應生成激發態的Ru（bpy）^2＋*₃發光體。此激發態發光體返回基態時發出與發光體性質一致的發射光。

3.3 陰離子表面活性劑及用量的選擇

考察了不同濃度的SDS和十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）對Yswlpm-Ru（bpy）₃^2＋體系ECL強度的影響。由圖3可見，兩種陰離子表面活性劑對體系的ECL強度都有增強作用，但SDS的效果優于SDBS，因此選擇SDS為體系的陰離子表面活性劑。實驗表明，當SDS濃度小于0.3125 mmol/L時，體系的ECL強度隨著SDS濃度的增加而增大；當SDS濃度為0.3125 mmol/L時，其ECL強度達到最大值；當SDS濃度為0.3125～2.5 mmol/L時，其ECL強度隨SDS濃度的增加而降低；當SDS濃度大于2.5 mmol/L時，SDS對其ECL強度開始有抑制作用（與未加SDS相比），隨著SDS濃度的增加，抑制效果嚴重；當SDS濃度高于8.0 mmol/L（臨界膠束）時，體系的ECL強度出現一個平臺。綜合考慮，本實驗選用0.3125 mmol/L SDS。在本實驗中，當體系中加入了0.3125 mmol/L（遠遠低于臨界膠束濃度）SDS時，該體系的ECL強度有很強的增敏效果，這是由于金電極是相對親水性電極，SDS吸附到電極表面時，吸水性基團磺酸基伸向電極表面，電極/溶液界面為疏水性基團十二烷基。可能是由于電極/溶液界面按照一定規則排列的疏水基團對鹽酸維拉帕米的親和力，增強了其在電極上的直接氧化，從而增強ECL強度。當SDS濃度超過2.5 mmol／L時，體系的ECL強度開始受到抑制，說明此時游離的SDS或者超過臨界膠束濃度生成的膠束團產生的抑制效應大于電極表面吸附的SDS產生的增敏效應，較高濃度的SDS對體系產生抑制效應是因為帶負電荷游離的SDS或者超過臨界膠束濃度生成的膠束團與Ru（bpy）₃^2＋之間存在強烈的靜電吸引，阻止了Ru（bpy）₃^2＋向電極表面移動，且反應生成的Ru（bpy）₃^3＋與游離的SDS或者膠束團之間的靜電吸引也會阻止Ru（bpy）₃^3＋進一步反應生成激發態的Ru（bpy）^2＋*₃，從而使體系的ECL強度受到抑制。

3.4 pH值影響和Ru（bpy）₃^2＋濃度的選擇

考察了硼酸鹽緩沖液（圖4-1）、PBS緩沖液（圖4-2）對SDS-鹽酸維拉帕米-Ru（bpy）₃^2＋體系的ECL強度及穩定性的影響。結果表明，在pH 8.0的硼酸鹽緩沖體系中，發光信號最強，電極較穩定。本實驗選擇pH8.0硼酸鹽緩沖溶液。考察了0.01～1.0 mmol/L Ru（bpy）₃^2＋對ECL強度的影響。結果表明，隨著Ru（bpy）₃^2＋濃度的增加，

ECL強度增大，噪音增加。在保證最佳信噪比的前提下，本實驗選擇0.1 mmol/L Ru（bpy）₃^2＋。

3.5 共存物質的影響

在最佳實驗條件下，對1.0 μmol/L鹽酸維拉帕米進行了干擾實驗。結果表明，以測量誤差≤5%為標準，共存物的允許量：1000倍的K^＋， Na^＋， NH₄^＋， Cl^－， Zn^2＋， CO^2－₃， SO^2－₄；100倍的蔗糖、麥芽糖、D-果糖、L-絲氨酸、L-谷氨酸、乳糖；25倍的Ca^2＋， Cu^2＋， Fe^2＋；5倍的L-半胱氨酸，均不產生干擾。

3.6 方法的線性范圍、線性方程及檢出限

在最佳實驗條件下，采用MPI-E型電致化學發光工作站記錄0.3125 mmol/L SDS加入前后體系的ECL強度（I－I₀）與鹽酸維拉帕米濃度的響應曲線（表1）。加入SDS后，線性范圍拓寬了一個數量級，檢出限降低了一個數量級。

3.7 樣品分析

取10片鹽酸維拉帕米片研磨粉碎均勻后，稱取相當于1片鹽酸維拉帕米含量的樣品量，加水溶解后過濾，濾液定容至100 mL棕色容量瓶中，稀釋后在最佳實驗條件下進行測定。在一系列樣品中加入標準液進行回收實驗，結果見表2。

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Electrochemiluminescence of Sodium Dodecyl Sulfate-VerapamilHydrochloride- Ru（bpy）₃^2＋ System and Its Application

LI Li-Jun¹， GAO Wen-Yan²， CAI Zhuo²， HU Da-Chun¹， LI Yan-Qing¹， LAI Ying-Biao¹

¹（Department of Biological Chemical Engineering， Guangxi University of Technology， Liuzhou 545006）

²（College of Chemical Engineering， Guangxi University， Nanning 530004）

Abstract When ［SDS］ was 0.3125 mmol/L， the electrochemical and ECL behaviours of Ru（bpy）₃^2＋-verapamil hydrochloride （yswlpm） system at the Au electrode were studied. An enhancement electrochemical activity and ECL response were exhibited in the presence of SDS. Base on this， ECL method was established for the determination of verapamil hydrochloride. Under the optimum experimental conditions， the ECL intensities had good linear relationship with the concentration of the verapamil hydrochloride in the range of 1.0×10^－4－1.0×10^－7 mol/L（r＝0.9958）. The detection limit was 5.2×10^－10 mol/L. The RSD for 5 times determination of 1.0×10^－5 mol/L verapamil hydrochloride was 3.1%. The results of recovery were between 98.7%－106.5%， the RSD for 5 times was 3.0%. This proposed method showed high selectivity and sensitivity， and the sensitivity， and the disposal method of the sample was simple.

Keywords Sodium dodecyl sulfate；Tris（2，2′-bipyridyl）ruthenium；Electrochemiluminescence；Verapamil hydrochloride

（Received 1 September 2010accepted 3 October 2010）