鉛筆芯微電極的制備及其在電化學法測定抗壞血酸中的應(yīng)用*

何鳳云,吳立劍,楊麗君,邵秀丹,劉歡

（南京曉莊學院生物化工與環(huán)境工程學院，南京 211171）

鉛筆芯微電極的制備及其在電化學法測定抗壞血酸中的應(yīng)用*

何鳳云,吳立劍,楊麗君,邵秀丹,劉歡

（南京曉莊學院生物化工與環(huán)境工程學院，南京 211171）

研究了一種用鉛筆芯制作的微電極的電化學行為，并利用這種電極進行抗壞血酸含量的測定。結(jié)果表明：在 5.0×10-5～1.0×10-2mol/L 的濃度范圍內(nèi)，抗壞血酸的氧化峰電流與其濃度呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù) r2=0.999 3，檢出限為2.5×10-5mol/L（S/N=3）。對2.5×10-3mol/L 抗壞血酸溶液平行測定6次，測定結(jié)果的相對標準偏差為4.7%。該電極用于維生素C片中抗壞血酸含量的測定，加標回收率為94.8%～99.8%。

鉛筆芯微電極；抗壞血酸；循環(huán)伏安法

維生素C又叫抗壞血酸（AA），廣泛存在于食品、藥物及人體中，是參與人體生理代謝不可或缺的一種有機化合物，在細胞的電子傳遞過程中起著重要作用。目前，檢測AA的主要方法有光度分析法［1］、熒光分析法［2］、化學發(fā)光法［3］、電化學分析法［4，5］及高效液相色譜法［6，7］等，這些方法有的需要較昂貴的設(shè)備［6，7］，有的操作較繁瑣［1，3］。電化學分析法以儀器簡單、選擇性強、線性范圍廣、檢出限低等特點而被廣泛應(yīng)用，但目前多采用大電極。有研究表明［8］，在電化學分析中，有效導電面積十分微小的微電極可以降低AA的過電位，提高測定的靈敏度，增加電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。各種未摻雜或摻雜修飾的微電極的研究很多［8-11］，但鉛筆芯電極對于抗壞血酸的測定尚未見報道。筆者發(fā)現(xiàn)，利用鉛筆芯制作的微電極可以有效降低AA的過電位，將其用于AA含量的測定，方法簡單，成本低，測量結(jié)果準確。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

電化學工作站：CHI660C型，上海辰華儀器公司；

電子分析天平：AUY120型，日本島津公司；

抗壞血酸：AR，國藥集團化學試劑有限公司；

維生素C片劑：100mg/片，湖北華中藥業(yè)有限公司；

六氰合鐵酸鉀：AR，廣東光華化學廠有限公司；

抗壞血酸待測溶液：均由1 mol/L KCl新配；

實驗用水為二次去離子水。

1.2 鉛筆芯微電極的制備

切取適當長度的毛細管（管內(nèi)徑約0.5 mm）作為微電極的絕緣殼，依次在 12，6.5，2.6 μm 的砂紙上打磨平滑，取約4 cm長的銅絲從尖端插入毛細管作為導線，用粘合劑將鉛筆芯和銅絲固定在毛細管內(nèi)，待鉛筆芯和銅絲固定后，在稱量紙上打磨平滑，鉛筆芯電極即制備完成。

1.3 實驗方法

最初制備的電極不宜直接用于測定，需放入1 mol/L的KCl溶液中以自制的微電極為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑絲電極為輔助電極在 - 0.2～0.8 V 以 100mV/s的掃速下進行多次循環(huán)伏安掃描，直到獲得穩(wěn)定的循環(huán)伏安圖為止。

實驗考察了不同種鉛筆芯制備的微電極的電化學行為，通過循環(huán)伏安法測定了微電極在1 mmol/L K3Fe(CN)6（以1 mol/L的KCl為支持電解質(zhì)）溶液中的ΔEp，通過比較不同電極傳遞電子能力的差異，最終選擇合適的工作電極。

利用循環(huán)伏安法考察了掃描速度、富集電位和富集時間對實驗的影響。每次測定后，將微電極置于空白支持電解質(zhì)中，在 - 0.2～0.8 V 電位區(qū)間以100mV/s循環(huán)掃描8次即可除去吸附在微電極表面的殘留物，保持電極的重現(xiàn)性，實現(xiàn)連續(xù)測定(實驗均需在室溫下進行)。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同電極對電子傳遞的差異

對用不同鉛筆芯材料制備的微電極進行試驗，分別將制備好的鉛筆芯微電極和玻碳電極放到1 mmol/L K3Fe(CN)6（以 1 mol/L 的 KCl為 支 持電解質(zhì)溶液）溶液中掃描，觀察循環(huán)伏安圖，比較不同電極的電位差，結(jié)果見表1。

表1 鐵氰化鉀探針在玻碳電極和不同鉛筆芯微電極的峰電位差

由表1可知，用2B鉛筆芯制作的微電極平均電位差接近于玻碳電極，因此可以用2B鉛筆芯制作的微電極來研究AA的電化學行為。

2.2 掃描速度對峰電流的影響

使用2B鉛筆芯微電極在50～400mV/s掃描速度范圍內(nèi)對 2.5×10-3mol/L 的 AA 在 1 mol/L的KCl溶液中進行循環(huán)伏安掃描，得到不同掃描速度下的循環(huán)伏安圖,圖1為氧化峰電流與掃描速度的關(guān)系。

由圖1可見，氧化峰電流Ip與掃描速度呈良好的線性關(guān)系（Ip=5.938 8v+1.602 9，r2=0.9908），表明AA在2B鉛筆芯微電極上的電極反應(yīng)過程受吸附控制。當掃描速度為100mV/s時，信噪比最好，故實驗選擇掃描速度為100mV/s。

圖1 氧化峰電流與掃描速度的關(guān)系

2.3 富集電位和富集時間的影響

實驗證明，富集電位對AA在微電極上的電化學氧化過程幾乎不影響。在開路條件下，當AA的濃度為 2.5×10-3mol/L 時，富集時間在 10～80s范圍內(nèi)，氧化峰電流隨著富集時間的延長而逐漸增大；當富集時間大于80s后，峰電流變化趨于平穩(wěn)，因此實驗設(shè)定80s為最佳富集時間。

2.4 線性方程和檢出限

配制濃度為 0，2.5×10-2，5.0×10-2，7.5×10-2，0.1，0.2，0.5，0.75，1.0，5.0，7.5，10mmol/L 系列抗壞血酸標準工作溶液，按實驗方法進行測定。在上述優(yōu)化實驗條件下，AA 的濃度在 5.0×10-2～10mmol/L范圍內(nèi)與氧化峰電流（μA）呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為 I=0.833 9c+0.049 5，r2=0.999 3，以 3 倍信噪比計算檢出限為 2.5×10-5mol/L。

2.5 精密度試驗

對2.5 mmol/L的AA標準工作溶液平行測定6次，氧化峰電流測定結(jié)果的相對標準偏差為4.7%，說明電極具有良好的重現(xiàn)性，試驗結(jié)果見表2。

表2 精密度試驗結(jié)果（n=6）

2.6 樣品測定及加標回收試驗

取5片維福佳維生素C含片（標含維生素C：100mg/片），研碎，稱取少量，用1 mol/L KCl溶解，定量稀釋，按測定方法測得維生素C含量的平均值為96.63 mg/片。然后用標準加入法進行回收試驗，結(jié)果見表3。

表3 回收試驗結(jié)果（n＝3）

由表 3可知，回收率為 94.8%～99.8%，平均回收率為96.63%，表明方法的準確度較高。該方法與熒光法［2］和高效液相色譜法相比［7］相比，回收率略低。2005版藥典規(guī)定維生素C藥片的含量為標示量的90%～110%，因此該方法回收率符合藥片維生素C檢驗的要求。

3 結(jié)語

利用自制的鉛筆芯電極通過循環(huán)伏安法檢測維生素藥片溶液中抗壞血酸的含量，測定結(jié)果精密度與準確度高，該法可用于維生素藥片中抗壞血酸含量的測定。

［1］張建夫，陳亞紅，田豐收，等.酶催化動力學光度法測定抗壞血酸［J］.光譜實驗室，2010，27(1):213-216.

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［3］吳雄志，王立紅，呂曉惠.魯米諾-溴酸鉀體系增敏化學發(fā)光法測定抗壞血酸［J］.分析試驗室，2010，29(6):101-104.

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［5］鄧培紅，張軍，黎拒難.多壁碳納米管修飾碳黑微電極同時測定多巴胺和抗壞血酸［J］.分析試驗室，2009，28(1):92-95.

［6］劉文海，范潔，劉麗莉.HPLC法測定5種果汁中抗壞血酸的含量［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2009，37(4):1 412-1 413.

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Prearation of Pencil Lead M icroelectrode and its Applycation in the Determ ination of Ascorbic Acid by Electrochem ical M ethod

He Fengyun，Wu Lijian，Yang Lijun，Shao Xiudan，Liu Huan
（School of Biochem ical and Environmental Engineering, Nanjing Xiaozhuang University，Nanjing 211171，China）

Pencil lead microelectrode was prepared and then it was applied to the determination of ascorbic acid （AA）.The results show ed that ascorbic acid concentration w as linear w ith oxidation peak current in the range of 5.0×10-5-1.0×10-2mol/L under the optimum condition, r2=0.999 3. The detection limit was 2.5×10-5mol/L（S/N=3).The relative standard deviation was 4.7% for six times parallel determ ination of 2.5×10-3mol/L ascorbic acid. The pencil lead microelectrode can be applied to the analysis of ascorbic acid w ith recovery of 94.8%-99.8%.

pencil m icroelectrode; ascorbic acid; cyclic voltammetry

O657.15

A

1008-6145(2012)01-0014-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2012.01.004

*江蘇省大學生創(chuàng)新訓練計劃項目（2160081）；南京曉莊學院科研項目（2010KYYB19）

聯(lián)系人：何鳳云；E-mail:hefengyun1976@163.com

2011-10-23