離子液體修飾碳糊電極測定海紅果中的槲皮素

李梅，杜芳艷，溫俊峰，吳歡歡

(榆林學(xué)院 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，陜西 榆林 719000)

槲皮素是一種多羥基黃酮類化合物，具有多種生物學(xué)活性及很高的藥用價(jià)值［1］，廣泛存在于植物的花、葉、果實(shí)中，是人類飲食中最主要的生物類黃酮。已知有100 多種中草藥中含有槲皮素［2］。槲皮素對(duì)多種腫瘤具有抑制作用、具有較好的祛痰、止咳、平喘、抗菌、抗病毒、抗炎、抗過敏、抗心律失常、抗血小板凝聚、抗氧化及清除自由基作用，此外還有降糖降壓、降血脂、免疫調(diào)節(jié)及對(duì)心血管系統(tǒng)的保護(hù)作用等，近年來倍受人們的關(guān)注［3-5］。

槲皮素含量的測定方法有光度法、光譜法、高效液相色譜法、高效毛細(xì)管電泳法、電化學(xué)法等［6-13］。光度法測定槲皮素含量時(shí)，會(huì)受到其它黃酮類化合物的干擾，影響測定結(jié)果;高效液相色譜法和毛細(xì)管電泳法操作復(fù)雜，儀器和試劑比較貴。電化學(xué)檢測具有靈敏、快速、設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛研究和應(yīng)用。Xiao Ping 等［14］采用碳納米管修飾石墨電極檢測槲皮素，靈敏度較高，但是蘆丁對(duì)檢測產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，電極的選擇性有待提高。離子液體是近年來一種新型的綠色有機(jī)溶劑，具有高導(dǎo)電率和粘度相對(duì)較大的特點(diǎn)，從而在醫(yī)藥、食品、化工及化學(xué)等多種領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

海紅果為薔薇科植物海紅子(Malus micromalus Makino)的果實(shí)，學(xué)名西府海棠［15］，海紅果中富含黃酮類化合物，海紅果中槲皮素測定尚未見報(bào)道。因此，我們制備了離子液體修飾碳糊電極，研究槲皮素在該修飾電極上的電化學(xué)行為，建立了一種新的測定槲皮素的電化學(xué)方法。該法具有操作簡單、分析快速、靈敏度高和選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。用于海紅果中槲皮素含量的測定，結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

海紅果，陜西省府谷縣產(chǎn);1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽(［bmim］PF6)，分析純;槲皮素對(duì)照品，生化試劑;石墨粉，光譜純;液體石蠟;0.2 mol/L 的BR 緩沖溶液(pH 3.2 ±0.1)等均為分析純;水為二次蒸餾水。

CHI660D 電化學(xué)工作站，三電極系統(tǒng):工作電極為離子液體修飾碳糊電極(IL/CPE，自制)，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，對(duì)電極為鉑絲電極;紅外線烘烤箱;HH-1 數(shù)顯恒溫水浴鍋;SHZ-D(Ⅲ)型循環(huán)水真空泵;ESJ60-4 電子天平;pHS-25 酸度計(jì)。

1.2 離子液體修飾碳糊電極的制備

將1.0 g 石墨粉與0.5 mL 混合液(［bmim］PF6∶液體石蠟=1 ∶0.5)混合均勻，并在紅外線烘烤箱內(nèi)烘烤0.5 h(溫度約為80 ℃)。將糊狀物填充入內(nèi)徑3 mm 的PVC 管中。另一端與銅絲相連，緊密壓實(shí)。制備好的電極在金相砂紙上進(jìn)行粗打磨，然后在稱量紙上打磨光滑，即得修飾電極(IL/CPE)。每次測量前都要對(duì)電極進(jìn)行更新。將碳糊擠出2 ～3 mm 后，在紙上拋光并洗凈，將電極置于0.2 mol/L的B-R 緩沖溶液中于0.0 ～0.6 V 電位以100 mV/s的掃速循環(huán)伏安掃描若干圈，使修飾電極保持活性。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確稱取1.69 mg 槲皮素，溶解在熱的無水乙醇中，定容至100 mL，得濃度0.5 mmol/L 的槲皮素乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，保存?zhèn)溆?。用時(shí)稀釋至所需濃度的工作溶液。

移取一定量的0. 5 mmol/L 槲皮素儲(chǔ)備液于25 mL 容量瓶中，加入0. 2 mol/L B-R 緩沖溶液10.00 mL，用二次蒸餾水定容，靜置10 min。采用三電極系統(tǒng)在0 ～0.6 V 電位，以100 mV/s 掃速進(jìn)行循環(huán)伏安掃描。同法測定海紅果中槲皮素的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 槲皮素在IL/CPE 上的電化學(xué)行為

圖1 是0.2 mmol/L 槲皮素在B-R 緩沖溶液中于IL/CPE 和CPE 上產(chǎn)生的電化學(xué)響應(yīng)。

圖1 槲皮素在CPE(a)和IL/CPE(b)上的循環(huán)伏安圖Fig.1 Cyclic voltammograms of quercetin at a CPE (a)and an IL /CPE (b)

由圖1 可知，在CPE 上，槲皮素產(chǎn)生了一對(duì)氧化還原峰(圖1a)，氧化峰電位是0.308 V，還原峰電位是0.164 V，峰電位差(ΔEp)為0.144 V;在槲皮素IL/CPE 上也產(chǎn)生了一對(duì)氧化還原峰(圖1b)，但氧化峰電位負(fù)移到0. 299 V，還原峰電位負(fù)移至0.177 V，ΔEp 減小為0.122 V，電流響應(yīng)顯著增大，是其在CPE 上的4.5 倍，表明IL/CPE 既降低了槲皮素氧化還原反應(yīng)的過電位，又顯著提高了其電流響應(yīng)，說明IL/CPE 對(duì)槲皮素的氧化還原反應(yīng)有電催化作用。這是由于離子液體具有較好的導(dǎo)電性，把它作為修飾劑加入到碳糊電極中，可以減小由不導(dǎo)電的有機(jī)粘合劑液體石蠟產(chǎn)生的電阻，改善電極的導(dǎo)電性，加快電極上的電子交換速度。

2.2 支持電解質(zhì)

分別考察了電解質(zhì)B-R、HAc-NaAc、Na2HPO4-NaH2PO4(PBS)、NH3· H2O-NH4Cl 溶液中對(duì)0.1 mmol/L槲皮素電流響應(yīng)的影響。結(jié)果顯示，在0.2 mol/L 上述緩沖溶液中，槲皮素有一靈敏的氧化還原反應(yīng)峰出現(xiàn)，其中在B-R 緩沖溶液中峰形尖銳，對(duì)稱性好，峰電流Ip大，所以選擇0.2 mol/L 的B-R 緩沖溶液中作為支持電解質(zhì)。

2.3 底液的酸度

在0.2 mol/L pH 為2. 0 ～9. 0 B-R 緩沖溶液中，對(duì)0.1 mmol/L 的槲皮素進(jìn)行循環(huán)伏安掃描。結(jié)果顯示，當(dāng)pH ＜3.0 時(shí)，峰電流隨著pH 值的增大而增大;當(dāng)pH ＞3.8 時(shí)，峰電流隨著pH 值的增大而減小;當(dāng)pH 超過8.5 時(shí)，槲皮素的氧化-還原反應(yīng)峰逐漸消失?？梢酝茢啵?dāng)溶液堿性增大時(shí)，會(huì)減弱槲皮素在電極表面的吸附，致使氧化-還原反應(yīng)峰消失。當(dāng)pH 3.2 時(shí)，峰電流達(dá)到最大?？紤]到峰形及峰電流的影響，選擇pH 為3.2 ±0.1 的B-R 緩沖溶液作為支持電解質(zhì)。

2.4 掃速的影響

在0.2 mol/L B-R 緩沖溶液中，用循環(huán)伏安法研究了掃速對(duì)0.2 mmol/L 槲皮素電化學(xué)行為的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 槲皮素在IL/CPE 上不同掃速時(shí)的循環(huán)伏安曲線及IP-v 關(guān)系圖Fig.2 Cycle voltammogramms of quercetin at IL/CPE with various scan

由圖2 可知，槲皮素的峰電流隨著掃速的增加而增大，且與掃速呈良好的線性關(guān)系，Ip(μA)=－10.075v +0.280，R2=0.998 9，表明槲皮素在IL/CPE 上的電極反應(yīng)受吸附控制。

2.5 電極的重現(xiàn)性與測定精密度

用同一根離子液體修飾碳糊電極對(duì)濃度為5 ×10－5mol/L 的槲皮素平行測定10 次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.22%，說明該電極的穩(wěn)定性較好。用6支不同批次制備的IL/CPE 進(jìn)行測定，RSD 為1.55%。表明該電極重現(xiàn)性好。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，槲皮素的氧化峰電流與其濃度在0.1 ～50 μmol/L 范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為:Ip(μA)=3.943 3 +0.211 9c(μmol/L)，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 4，檢出限為3.0×10－8mol/L (S/N=3)。

圖3 不同濃度槲皮素在IL/CPE 上的CV 曲線及IP-c 關(guān)系圖Fig.3 CV curves of different concentration of quercetin at IL/CPE

2.7 海紅果中槲皮素的測定

取海紅果粉10.0 g，加入0.06%果膠酶，按照料液比為1 ∶9 加水，于50 ℃恒溫水浴浸提4 ～5 h，過濾，得海紅果汁，定容至500 mL。海紅果中槲皮素含量，6 次測定的平均值為47.77 mg/g，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.96%。

取已知含量的樣品溶液，加入一定量的槲皮素標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，回收率為95.8% ～104.8%。

表1 海紅果中槲皮素的加標(biāo)回收率(n=6)Table 1 Determination results of quercetin in Malus micromalus Makino and recoveries (n=6)

3 結(jié)論

(1)IL/CPE 修飾電極對(duì)槲皮素在該電極上的氧化、還原有電催化作用，在循環(huán)伏安曲線上，槲皮素的峰電流與其濃度在0.1 ～50 μmol/L 呈良好的線性關(guān)系，其線性方程為ip(μA)=3.941 3 +0.211 9 c(μmol/L)，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 4，檢出限為3.0 ×10－8mol/L。

(2)用離子液體修飾碳糊電極循環(huán)伏安法測得海紅果中的槲皮素的含量為47.77 mg/g。

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