对乙酰氨基酚在分子印迹膜修饰玻碳电极上的电化学行为及测定

1、第 31卷 第 5期 2012年 5月 分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO (Journal of Instrumental Analysis Vol. 31No. 5589 592收稿日期 :20111221; 修回日期 :20120104基金项目 :国家自然科学基金项目资助 (21005021; 广东省科技计划项目资助 (2009198*通讯作者 :张珍英 , 博士 , 副教授 , 研究方向 :药物分析 , Tel :02039352135, E mail :zzy509163. com对乙酰氨基酚在分子印迹膜修饰玻碳电极上的电化学行为及测定周清 1, 刘岚 2, 翟海云 1

2、, 朱明芳 1, 张珍英1*(1广东药学院 药科学院 , 广东 广州 510006; 2中山大学 化学与化学工程学院 , 广东 广州 510275摘要 :以对乙酰氨基酚 (PCT 为模板分子 , 甲基丙烯酸为功能单体 , 采用光引发原位聚合法在玻碳电极(GCE 表面聚合成膜 , 以甲醇 甲酸将模板分子洗脱 , 制得对乙酰氨基酚分子印迹膜修饰电极 (MIP GCE , 建立了该电极直接测定 PCT 的分析方法 。 结果表明 , 该传感器具有较高的选择性和灵敏度 , PCT 浓度在 5. 0 105 1. 0 103mol L 1范围内与其峰电流呈良好的线性关系 , 检出限为 1. 4 106mo

3、l L 1。 应用 该法测定药物中 PCT 的含量 , 在干扰物质共存情况下的回收率为 96% 105%。 关键词 :对乙酰氨基酚 ; 分子印迹膜 ; 玻碳电极 ; 电化学 ; 原位聚合 ; 光引发 中图分类号 :O657. 1; TQ460. 72文献标识码 :A文章编号 :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对乙酰氨基酚 (Paracetamol , PCT 俗称扑热息痛 , 是一种乙酰苯胺

8、类解热镇痛药 , 用于感冒发烧 、关节痛 、 神经痛 、 偏头痛等症 , 在西药及中西药合剂中广泛使用 , 因其安全有效 , 在我国以及欧美等国家被作为 OTC 药物上市销售12, 对 PCT 的测定是相关药物质量控制的基本要求 。 目前关于 PCT 测 定的文献已有很多报道 , 方法也比较成熟 , 主要有分光光度法34、 高效液相色谱法 57等 , 2010版 中国药典采用高效液相色谱法测定 , 电化学测定方法也有相关报道810。 玻碳电极由于较好的稳定性和重现性在电分析中被广泛应用 , 但其选择性 、 灵敏度均不高 , 通过修饰进行弥补是常用的方法1113。 由于分子印迹聚合物的特异性识别

9、能力 , 以分子印迹膜作为传感介质修饰玻碳电极的表面能大大提高电极的选择性 、 增加其灵敏度 , 使一些原来不能或者需要前处理之后才能测定的样品实现了直接测定1416。 本文采用光引发原位聚合法在玻碳电极 (GCE 表面聚合成 PCT 分子印迹修饰膜 , 建立了用该膜修饰电极直接测定 PCT 的方法 , 并将该法应用于西药复方和中西 药合剂中 PCT 含量的测定 , 结果满意 。分析测试学报 第 31卷1实验部分 1. 1仪器与试剂对乙酰氨基酚对照品 (中国药品生物制品检定所 ; 甲基丙烯酸 (MAA , 成都市科龙化学试剂厂 、 乙二醇二甲基丙烯酸酯 (EDMA , 阿拉丁试剂有限公司 、

10、偶氮二异丁腈 (AIBN , 天津市科密欧化学试 剂有限公司 均为分析纯试剂 ; 紫外灯 (100W , 中心波长 365nm , 广东好丰光照明有限公司 ; 美扑伪 麻片 (中美史克天津制药有限公司 ; 感冒灵胶囊 (三九医药股份有限公司 ; 其余试剂均为分析纯 , 实 验用水为蒸馏水 。Ingsens-1010s 电化学工作站 (盈思仪器 (广州 有限公司 ; 玻碳电极 、 Ag AgCl (饱和 KCl 电极 、铂电极 (上海辰华仪器有限公司 ; pHS-25型酸度计 (上海雷磁新泾仪器有限公司 。 1. 2实验方法1. 2. 1修饰电极的制备 精密称取 PCT 模板分子 1mmol 置

11、于 15mL 锥形瓶中 , 加入 2mL 甲醇并超声振荡 , 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 偶氮二异丁腈 (AIBN , 通氮气 10min , 低温保存备用 。玻碳电极依次用 0. 3、 0. 05m 的 Al 2O 3粉末在麂皮上打磨后超声洗净 。 将 2L 的上述混合液滴 加 、 布满在玻碳电极表面 , 盖上盖玻片 , 置紫外灯箱 (控制温度低于 5 中照射 3h 。 聚合完成后取下 盖玻片 , 将电极置于甲醇 甲酸 (70 30 中搅拌洗脱 30min , 经重复洗脱 3次后 , 换甲醇洗净

12、备用 。非印迹电极 (NIP GCE 除不加模板分子外 , 其余步骤相同 。 1. 2. 2样品前处理 取美扑伪麻片或感冒灵胶囊内容物研细 , 准确称取适量于锥形瓶中 , 加甲醇超声提取 30min , 滤膜 (0. 22m 过滤 , 取适量滤液用甲醇稀释定容至容量瓶中 , 摇匀 , 备用 。 1. 2. 3电化学测试 取一定量的试样溶液于容量瓶中 , 用盐酸溶液稀释定容 , 摇匀后倒出适量试液于小烧杯中 , 插入三电极系统 , 于 0. 30V 富集 150s , 以 100mV s 1的扫速扫描至 1. 10V , 记录其在0. 78V 附近的峰电位及峰电流 。2结果与讨论2. 1修饰结果

13、的电化学表征将 MIP GCE 在未洗脱 、 部分洗脱 、 完全洗脱模板分子 3种情况下 , 于 0. 1mol L 1的 HCl 溶液 中扫描 , 结果如图 1所示 。 由图可以看出 , 随着模板分子逐渐被洗脱 , 峰电流降低 ; 洗脱 3次以上的峰电流降低至接近 0。 将洗脱后的 MIP GCE 与 GCE 分别在空白溶液中扫描 , 两电极的基线电流相当 , 表明模板分子已被洗脱干净。 图 1MIP GCE 在空白溶液中的循环伏安图 Fig. 1Cyclic voltammograms of blanksolution at MIP GCEabefore removing template

14、 ; bpartly removingtemplate ; cafter removing template2. 2PCT 在 MIP GCE 上的循环伏安行为分别在 NaH 2PO 4NaOH 、 B R 、 HAc NaAc 、HNO 3、 H 2SO 4、 HCl 缓冲溶液中对 1. 0 104mol L 1的 PCT 标准溶液进行试验 , 结果发现在不同的缓 冲溶液及 pH 值条件下 , PCT 在 MIP GCE 上呈现两 种伏 安 行 为 。 在 酸 度 较 低 的 缓 冲 溶 液 HAc NaAc (pH 4. 5 中呈现较对称的氧化和还原峰 , 其电位分 别位于 0. 62V

15、及 0. 52V 附近 ; 在酸度较高的缓冲溶 液 HCl (pH 0. 5 中只呈现 1个明显的氧化峰 , 其峰电 位在 0. 78V 附近 , 且峰电流较大 , 稳定性好 (见图 2 , 因此本文选取该峰作为测量峰 。用 MIP GCE 、 NIP GCE 、 GCE 分别测量相同 浓度的 PCT 标准溶液 , 所得结果如图 3所示 。 由图 3可以看出 , MIP GCE 的峰电流最大 , NIP GCE 次 之 , GCE 裸 电 极 最 小 , 说 明 MIP GCE 表 现 出 对95第 5期 周 清等 :对乙酰氨基酚在分子印迹膜修饰玻碳电极上的电化学行为及测定 图 2PCT 在不

16、同缓冲溶液中的循环伏安图 Fig. 2Cyclic voltammograms of PCTin different buffer solutionsaHAc NaAc , pH 4. 5; bHCl , pH 0. 5PCT 的特异性吸附能力 , 从而使得响应电流增大 , 增 大量 约 为 GCE 裸 电 极 的 1倍 , 峰 位 亦 从 0. 69V (GCE 移至 0. 78V (MIP GCE 。2. 3实验条件的优化由于不同浓度的 PCT 在 MIP GCE 表面上达到 平衡所需的时间不同 , 浓度越小 , 达到吸附平衡所 需要的时间越长 , 反之越短 。 为使不同浓度 PCT 均

17、有较大的 响 应 值 , 本 文 在 两 个 不 同 的 浓 度 (1. 0 104、 1. 0 105mol L 1 下测定搅拌富集时间对峰 电流的影响 。 结果发现富集时间为 200s 时 , 两个浓 度 PCT 溶液的峰电流均达到最大 。进一步考察了扫描速率对峰电流及峰形的影响 ,固 定 PCT 标 液 浓 度 为 1. 0 104mol L 1, 按 图 33种电极在相同浓度 PCT 标准 溶液中的循环伏安图Fig. 3Cyclic voltammograms of PCT standard solution at three electrodesaMIP GCE ; bNIP GCE

18、 ; cGCE“ 1. 2. 3” 所述方法 , 设定扫描速率分别为 50、 100、 200、 300、 400、 500mV s 1进行试验 。 结果显示 , 随着扫描速率的不断增大 , 峰电流不断增加 , 峰电 位稍向右移动 , 但峰形逐渐变差 , 为获得较好的信 噪 比 及 较 好 的 峰 形 , 实 验 选 择 扫 描 速 率 为 100mV s 1。2. 4干扰实验选取结构与 PCT 相近的对硝基苯酚 、 间苯二酚及 -萘酚 3种干扰物 , 按照一定量分别加入 PCT 标准溶 液中 , 在优化实验条件下用 MIP GCE 电极测定其伏 安行为 (见图 4 。 结果发现对硝基苯酚 、

19、 间苯二酚在 加入量相当于样品中 PCT 量的 100%时基本不干扰测 定 ; -萘酚在加入量相当于样品中 PCT 量的 20%时即干扰测定 , 其加入量为 PCT 量的 100%时 , PCT 的峰基本上被掩盖 ; 加入大量的 Na +、 K +、 Ca 2+、 Mg 2+、 NH +4、 Cl 、 SO 24等无机离子不干扰测定 。同时与 NIP GCE 、 GCE 裸电极做了比较 , 发现该两种电极对无机离子的抗干扰能力均较强 , GCE 裸电极对对硝基苯酚及间苯二酚有一定的抗干扰能力 , NIP GCE 对上述 3种酚类物质的抗干扰能力均 较差 。2. 5电极的重复性与重现性新制作的修

20、饰电极在空白溶液中扫描处理稳定后 , 连续测定同一 PCT 标准溶液 10次 , RSD 为 0. 4%, 说明该修饰电极的精密度好 ; 相同条件下平行制作 5支电极 , 测定同一 PCT 标准溶液 , RSD 为 2. 6%, 说明电极的重现性较好 。2. 6线性范围与检出限配制一系列不同浓度的 PCT 标准溶液 , 在优化实验条件下用 MIP GCE 电极测定其峰电流 , 结果发现 PCT 浓度在 5. 0 105 1. 0 103mol L 1范围内与峰电流呈良好线性关系 (见图 5 , 线性方程为 I PC =2. 5568c +0. 3195(r =0. 9999 , 检出限 (S

21、/N=3 为 1. 4 106mol L 1, 说明此修饰电极的 线性范围较宽 、 灵敏度较高 。2. 7实际样品测定在优化实验条件下 , 采用 MIP GCE 电极分别测定美扑伪麻片及感冒灵胶囊中的 PCT 含量 , 按 “ 1. 2. 2” 方法对样品进行处理 , 实验结果见表 1。 从表 1可知 , 该法在干扰物质共存情况下直接测定药物 中 PCT 的回收率为 96% 105%, 表明该法准确可靠 , 可直接用于实际样品中 PCT 的测定 。195分析测试学报 第 31卷 图 4MIP GCE 在加入不同干扰物的 PCT 标准溶液中的循环伏安图Fig. 4Cyclic voltammog

22、rams of PCT standardwith different interfering substancesaPCT standard ; b100%p -nitrophenol ; c100%dioxy-benzene ; d20%-naphthol ; e100%-naphthol图 5MIP GCE 在不同浓度 PCT 标准溶液中的循环伏安图Fig. 5Cyclic voltammograms of different concentration PCT standard at MIP GCEinsert :relationship between concentrationof

23、PCT and current intensity表 1药品中 PCT 的加标回收率 (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 (美扑伪麻片 ; B :ganmaoling capsule (感冒灵胶囊 参考文献 :1Wang L

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