酸性铬蓝K修饰电极检测对乙酰氨基酚

刘小娴

（南通市产品质量监督检验所，江苏南通 226600）

对乙酰氨基酚（Paracetamol，ACOP）俗称扑热息痛，是一种常见的乙酰苯胺类解热镇痛药，结构如图1所示。过多服用ACOP会对人体的消化、泌尿、血液、呼吸等系统产生不良影响[1-4]。抗坏血酸（Ascorbic Acid，AA）是维持人体健康必需的维生素，是许多生物体系和药物制剂中必不可少的可溶性维生素。多巴胺（Dopamine，DA）是一种激素物质，是非常重要的单胺类的神经递质，对于人体的心血管系统有广泛的调节作用[5]。因此，在AA和DA存在下测定ACOP，既可以用于诊断疾病又可以用于病理学的研究，在生物医药化学和神经化学研究中有着重要的意义。

图1 对乙酰氨基酚结构式

目前，对乙酰氨基酚的检测主要有分光光度法、滴定法、高效液相色谱法、毛细管电泳法、荧光光谱法及电化学方法等。除了电化学法，其余方法都需要复杂的前处理过程，分析过程烦琐复杂，试验分析时间冗长，不利于推广应用。因此，快速、灵敏且经济实用的ACOP测定方法成为国内外目前主要的研究方向和趋势。

酸性铬蓝K（Acid Chrome Blue K，ACBK）结构如图2所示。本文在研究ACBK修饰电极的过程中，发现ACBK修饰电极对ACOP有明显的电催化作用，能为样品ACOP的测定建立一种快速、稳定的方法。该方法简便易行、测定结果可靠，可用于工业检测和药物测定，实现了在AA和DA同时存在时对ACOP进行测定。

图2 酸性铬蓝K结构式

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

人血清样品，由南通市老坝港医院提供。

ACBK（98%），中国上海化学试剂公司；ACOP标准品，中国药品生物制品检测所；DA和AA，美国Sigma公司。

CHI 660D电化学工作站，上海辰华仪器公司；10 mL电解池、78-1恒温磁力搅拌器，常州国华电器有限公司；PHS-25型pH计，上海雷磁仪器厂；KQ118型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；S-4800场发射扫描电子显微镜，飞利浦公司。

1.2 聚酸性铬蓝K膜修饰电极的制备

将玻碳电极在含有湿润的Al2O3（0.05 μm）的丝绸上抛光成镜面，然后依次用HNO3（1∶1）、无水乙醇和二次蒸馏水超声波清洗。

将处理好的玻碳电极置于含有0.50 mmol/L酸性铬蓝K磷酸盐缓冲溶液（pH=7.0）中，于-0.5～+1.5 V内，以100 mV/s的扫描速度循环扫描25周。放置pH=4.4的PBS中保存备用，即可制得聚酸性铬蓝K膜修饰电极。

2 结果与分析

2.1 聚酸性铬蓝K膜修饰玻碳电极的制备及表征

图3为0.5 mmoL/L酸性铬蓝K在0.05 mol/L磷酸盐缓冲液（pH=7.0）中，于-0.5～+1.5 V电位内，以100 mV/s扫速电聚合25圈的循环伏安曲线图。由图可知，在0.46 V时出现一很强的氧化峰，第2圈开始，氧化峰电流开始减少，随着圈数的增加，电流逐渐稳定。这一现象表明，聚酸性铬蓝K膜已被聚合到玻碳电极表面。

图3 玻碳电极在0.5 mmol/L酸性铬蓝K溶液中的循环伏安图

图4是裸玻碳电极和聚酸性铬蓝K膜修饰电极的扫描电镜图。从图中可以看出，聚合后电极表面形成了一层致密的膜，说明酸性铬蓝K已经聚合到电极表面。

图4 场发射扫描电镜图

2.2 ACOP、AA、DA在聚酸性铬蓝K膜修饰电极上的电化学行为

聚酸性铬蓝K膜修饰电极对ACOP、AA、DA有着良好的催化作用。图5是50 μmol/L ACOP、300 μmol/L AA 和 30 μmol/L DA（pH 4.4 PBS）的 混合溶液的循环伏安图。结果表明，在裸电极（a）上，ACOP、AA和DA的混合溶液仅有两个宽的氧化峰，因此用裸玻碳电极不可能从其混合液中检测某一单一物质。聚酸性铬蓝K膜修饰玻碳电极（b）上，混合溶液中ACOP、AA和DA的氧化峰电位可以得到很好的分离，其峰电位分别在382 mV、196 mV和88 mV。

图5 循环伏安图

2.3 扫速对ACOP峰电流的影响

通过循环伏安曲线考察了ACOP的峰电流跟扫描速度的关系，结果如图6所示，其中Ipa和Ipc分别为氧化和还原峰电流。在10～300 mV/s的范围内，其线性回归方程为Ipa=0.4601v-1.2490，R2=0.9960；Ipc=-0.6609v+0.2014，R2=0.9927，表明ACOP在修饰电极上是受扩散控制的。

图6 不同扫速下50 μmol/L ACOP（pH=4.4）在聚酸性铬蓝K膜修饰电极上的循环伏安图

在100～300 mV/s范围内，峰电位与扫速的线性回归方程：E1=0.4472+0.0224lnv（R=0.9982）；E2=0.3169-0.0260lnv（R=0.9802），根据Laviron方程[22]，计算得到n=2、a=0.5，与文献值[23]相符。

2.4 底液pH对ACOP峰电位和峰电流的影响

图7给出了pH值2.0到9.0范围内，聚酸性铬蓝K膜修饰电极对ACOP的测定表现。底液的pH值不仅改变ACOP的氧化峰电流，而且改变其氧化峰电位。氧化峰电流随pH值的增加先增加再减小，在pH=4.44时峰电流最大。由图7内插图可见，峰电位与pH值呈线性关系，斜率为37.7（R2=0.9940），这表明聚酸性铬蓝K膜氧化还原反应的过程中参与的质子数与转移的电子数相等。其氧化过程可表示为：

图7 ACOP在聚酸性铬蓝K膜修饰电极上的示差脉冲伏安图（内插图为电位与pH的线性关系图）

2.5 线性范围及检出限

在最佳实验条件下，聚酸性铬蓝K膜修饰玻碳电极利用示差脉冲伏安法在AA、DA存在时测定ACOP，并绘制曲线得到图8。结果表明：ACOP浓度在0.4～450 μmol/L范围内与峰电流Ip呈线性关系，线性方程为Ip=0.8042+0.1061C，相关系数为0.9981，检出限（3S/N）为0.28 μmol/L，低于相关文献报道过的测定ACOP的检测限，如表1所示。

图8 聚酸性铬蓝K膜修饰电极利用示差脉冲伏安法在AA、DA存在时测定ACOP的曲线图

表1 不同修饰电极对ACOP的测定检出限与线性范围

2.6 干扰实验

表2是固定ACOP的浓度为50 μmol/L，允许测定误差控制在5%以内，在最佳实验测定条件下，考察了可能的一些生物样品及药品中常见的一些离子、氨基酸和有机小分子对50 μmol/L ACOP测定的影响，结果表明该修饰电极专一性良好。

表2 干扰离子对ACOP测定的影响

2.7 重复性和稳定性

在最佳实验条件下，用同一支修饰电极对50 μmol/L ACOP平行测定10次，相对标准偏差为1.33%；如果在每次测定前重新修饰电极表面，连续测定10次，相对标准偏差为3.7%，说明该修饰电极有良好的重现性。

冰箱中放置2周后，用来测定50 μmol/L ACOP，氧化峰电流比初始值下降约为5%，说明该电极具有良好的稳定性。

2.8 生物体液中ACOP的测定

为了评价该方法的实际应用价值，采用该修饰电极对人血清样品中的ACOP进行测定。将50.0 μL的血清加入含有50 μmol/L ACOP的5 mL磷酸盐缓冲溶液（pH=4.4）中，采用标准加入法对其含量进行测定，同时采用该方法对实际样品进行回收率试验（见表3），其回收率分别为100.5%、103.0%和101.3%。

表3 生物体液中ACOP的测定（n=6）

3 结论

本实验通过电化学聚合方法制备了聚酸性铬蓝K膜修饰玻碳电极，利用此修饰电极采用示差脉冲伏安法测定ACOP，在0.4～450 μmol/L范围内，ACOP浓度与峰电流呈线性关系，检出限为0.28 μmol/L。该电极具有响应时间短、灵敏度高、选择性高、稳定性好等优点，应用于ACOP的测定，结果令人满意。