石墨烯/氮化碳修飾電極電化學測定尼索地平

摘 要： 該研究旨在制備石墨烯/氮化碳新型電化學傳感器，并建立尼索地平高靈敏電化學測試方法。首先以尿素為原料制備氮化碳（g-C3N4），繼而制備石墨烯/氮化碳復合材料以及相應的電化學傳感器（GR/g-C3N4/GCE）。采用透射電子顯微鏡（TEM）、紫外-可見吸收光譜（UV-VIS）和循環伏安法對復合物（GR/g-C3N4）進行表征。通過循環伏安法和線性掃描伏安法研究尼索地平的電化學行為，并優化測量條件例如支持電解質、pH 值、掃描速度，考查尼索地平分析應用的線性范圍和檢出限等。同時，進一步研究GR/g-C3N4/GCE 的選擇性、重現性和穩定性。結果發現，在6.0×10–7～2.8×10–4 mol/L 濃度范圍內，尼索地平峰電流與濃度呈良好的線性關系，檢出限為2.0×10–7 mol/L。同一支傳感器平行6 次測定，結果的相對標準偏差（RSD）為3.20%，傳感器存放一周后峰電流信號僅降低2.67%。所建立的電化學方法成功用于市售藥品中尼索地平含量的測試，與高效液相色譜法測試結果一致。綜上所述，該傳感器具有良好的穩定性、重現性、抗干擾能力等優勢，為尼索地平靈敏檢測提供了一種可行的方案。

關鍵詞： 石墨烯; 氮化碳; 尼索地平; 修飾電極; 伏安法

中圖分類號： TB9; O657.14 文獻標志碼： A 文章編號： 1674–5124（2025）01–0083–07

0 引 言

心腦血管疾病是一種嚴重威脅人類健康的常見疾病，具有高患病率、高致殘率和高死亡率的特點 [1]。全球每年死于心腦血管疾病的人數高達1 500萬，居各種死因首位[2]。因此，對于治療心血管疾病的藥品及有效成分的研究和測定也顯得尤為重要。尼索地平是一種二氫吡啶類鈣拮抗劑，其主要藥理作用是選擇性擴張外周血管和冠狀動脈血管， 臨床主要用于缺血性心臟病及高血壓的治療[3]。臨床給藥劑量為5～10 mg/d，在此劑量下，尼索地平的最大血藥濃度Cmax 為（5.8 ± 5.3）ng/mL，因此進行該藥的藥動學或生物等效性研究時，要求生物樣品分析方法具有足夠的靈敏度。另據文獻報道，尼索地平個體間藥物濃度波動較大，因此要求分析方法也應具有較寬的線性范圍[4]。

目前，尼索地平的檢測方法有高效液相色譜法[5]、液相色譜-質譜聯用法[6] 等，但是這些方法有的樣品前處理復雜，有的儀器價格昂貴，有的方法血漿用量較大， 且分析時間較長等。石墨烯（Graphene）作為二維蜂窩狀碳材料，具有高的比表面積，良好的導電性和導熱性，已經應用于電化學、溫度傳感器等各種領域[7-9]。g-C3N4 是一種典型的聚合物半導體，其結構中的CN 原子以sp2 雜化形成高度離域的π 共軛體系，具有良好的催化性能、高穩定性、低成本等優點[10-11]。石墨烯與氮化碳（g-C3N4） 進行復合，可以增強材料的電導率和電化學性能，該復合材料修飾電極可增強電化學響應信號[12]。使用石墨烯/氮化碳復合修飾電極（GR/g-C3N4/GCE）具有較好的電催化作用，操作簡單、靈敏度高、成本低廉等優勢，克服了一些檢測方法的部分缺點，能實現高選擇性、高靈敏度測定尼索地平，該修飾電極還具有較強的抗干擾能力，對測定尼索地平具有一定的現實意義。

1 試驗部分

1.1 儀器和試劑

CHI760E 電化學工作站（上海辰華儀器有限公司）；電化學實驗采用三電極體系：石墨烯/氮化碳修飾玻碳電極為工作電極（玻碳電極，天津艾達公司），鉑絲電極（天津艾達公司）為對電極，飽和甘汞電極（上海儀電科學儀器公司）為參比電極；PHS-3C 雷磁精密pH 計（上海儀電科學儀器公司）；SIGMA3-18K 離心機（SIGMA 公司，德國）；JME-2100 透射電子顯微鏡（日本電子株式會社）；UV2300 紫外-可見分光光度計 （上海天美科學儀器公司）；LC-2000高效液相色譜儀（上海天美科學儀器公司）。

氧化石墨?。℅O，南京先豐納米科技有限公司）；三氧化二鋁拋光粉（天津艾達公司）；尼索地平標準品（上海源葉生物科技有限公司）。所用試劑均為分析純試劑，所有用水均為二次蒸餾水。尼索地平儲備溶液：尼索地平標準品溶于無水乙醇，配置物質的量濃度為2.0×10–3 mol/L 的儲備溶液。實驗在常溫下（25±1）℃ 進行。

1.2 GR/g-C3N4 復合物的制備

稱取10 g 尿素，研細后移入坩堝中，置于馬弗爐上，在550 ℃ 下煅燒2 h 后自然降至室溫，轉移到研缽中充分研磨，得到g-C3N4 黃色粉末。稱取0.5 g g-C3N4 溶于100 mL 水，超聲分散4 h 備用。

稱取20 mg GO 粉末加入到20 mL 去離子水，超聲分散至2 h，制得GO 分散液。將分散液緩緩倒入三口燒瓶中，加入上述澄清15 mL g-C3N4 水分散液， 繼續攪拌20 min， 逐滴加入16 mg/mL 的NaBH4 溶液10 mL 于混合液中，快速攪拌升溫至90℃，繼續攪拌反應6 h，將所得反應物在12 000r/min 的條件下離心，直至離心上清液的pH 為7。將離心黑色沉淀物60 ℃ 烘干，得到的黑色固體即為還原石墨烯/氮化碳（GR/g-C3N4）納米復合物。

不加15 mL g-C3N4 水分散液，其他條件相同，采用上述方法制備納米還原石墨烯（GR）。