酪氨酸中电化学分析检测方案(电化学工作站)

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第26卷第5期2007年9月分析测试学报FENXICESHI XUEBAO (Joumal of Instrumental Analysis)Vol. 26 No.5730~732 731魏小平等：固态汞合金电极吸附伏安法测定酪氨酸第5期 仪器装置与实验技术 固态汞合金电极吸附伏安法测定酪氨酸 魏小平，李建平，田美宁 (桂林工学院 材料与化学工程系，广西 桂林 541004) 摘 要：采用白合金粉与汞混合制成汞合金糊，涂布在固体石蜡碳糊电极表面，固化后制得固态汞合金电极，并首先应用于酪氨酸的测定。在含 Co 的 pH 9.2的硼砂 -NaoH底液中，用线性扫描伏安法在-0.80~-1.30V范围内进行扫描，酪氨酸于-1.05Ⅴ出现灵敏的还原峰，酪氨酸的浓度与峰电流在1.0×10~1.0×10mol/L范围内呈线性关系。该法已用于复方氨基酸注射液中酪氨酸含量的测定，加标回收率达96%~102%。该电极既保留了汞电极的优点，又避免了汞电极有毒、使用不方便的缺点。 关键词：汞合金电极；吸附伏安法；酪氨酸 中图分类号：O657.1； Q517 文献标识码：A 文章编号：1004-4957(2007)05-0730-03 Fabrication and Characteristics of Solid Amalgam Electrode andDetem ination of Tyr sine by Adsorp tive Stripp ing Voltammetry WEIXiao-ping， LIJian ping， TAN Mei-ning (Deparment ofMaterials and Chem istry Engineering， Guilin University of Technology， Guilinn 541004， China) Abstract A solid mercurial alloy electrode for the voltammetric detem ination of tyro sine has been pre-pared.It was prepared by amalgamating metal powder to and masked on carbon paste electrodeIt wasused to detemm ination of tyrosine by adsoip tive stripp ing voltammetry The conditions for detem inationof tyrosine were described In a solution containing borate (pH 9.2)， cobalt ions could combine withthe tyrosine and fom complex A sensitive reductive wave produced by the comp lex was obtained at -1. 05V(vs. SCE). There was a liner relationship between the peak height and the tyrosine concentra-tion over the range of 1.0 ×107-1.0 ×10mol/L. Tyrosine can be detem ined by the adsoip tivestripp ing voltammetric method， and it was applied to the detem ination of tyrosine in injection sampleRecovery was obtained in the rang of 96%-102%. Key words： Amalgam electrode； Adsorp tive stripp ing voltammetry； Tyrosine 极谱(伏安)法中通常采用汞电极作工作电极，包括滴汞电极和固定汞电极。这是由于氢在汞电极上具有高的超电位，从而使得汞电极可用于大多数具有氧化还原性无机离子及有机物的分析。但是汞有毒，对分析人员健康造成危害，易污染环境，且使用不便。因此人们在不断研究其它非汞材料的电极，先后采用了玻碳、碳糊等碳电极2、贵金属电极以及其它金属电极，如铋电极等。这些非汞电极各有优缺点，但在大多数情况下并不能完全替代汞电极。研制一种新型电极，使其既保留汞电极的特点，又避免汞的危害，一直是电分析的一个方向。近年来，利用汞合金电极代替液态汞电极应用于伏安分析受到人们的关注15-61。本文利用口腔牙科修复的汞合金材料，通过选择合适的组成比，配制成汞合金糊，将其涂在固体石蜡碳糊电极表面，固化后制成了汞合金电极，用于吸附伏安法测定氨基酸。文献[9-10]报道了在 Co或 Ni 存在下 pH9.2的硼砂-NaoH缓冲溶液中，酪氨酸在汞电极上可产生极谱催化波。本文在此基础上，研究了该体系在汞合金电极上的伏安行为，结果表明，同样能得到与汞电极类似的波形较好、灵敏的极谱催化波，并用于实际的样品分析，结果表明汞合金电极可以替代汞电极。 ( 收稿日期：2006-08-08；修回日期：20 0 6-11-01 ) ( 基金项目：广西自然科学基金资助项目(桂科自0679002，0728214)；广西教育厅科研基金资助项目(桂教科200508135) ) ( 作者简介：魏小 平 (1967-)，女，陕西大荔人，高级工程师；李建平，联系人， T e l： 0773-5896671， E-mail： likianp ing@263. net ) 实验部分 1.1 仪器与试剂 JP-1型示波极谱仪(山东电讯七厂)；LK2005电化学工作站(天津市兰力科化学电子高技术有限公司)；汞合金电极为工作电极(0=4.0mm)， 饱和 KC1电极为参比电极，铂丝电极为辅助电极。 酪氨酸标准溶液：准确称取DL取氨酸(层析纯)0.1087g，用水润湿后用6mL1 mol/L HCl溶解，转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度。酪氨酸浓度为 6.0 ×10mol/L， 低浓度酪氨酸标准溶液用水进一步稀释得到。 硼砂 -NaOH缓冲液：称取NaB407·10H，O 25 g置于70~80℃的蒸馏水中，搅拌溶解后，加入0.1 mol/L NaOH溶液适量，调至所需 pH值，用水定容至500mL。 0.20 g/L Co(Ⅱ)标准溶液：按常规方法配制。 1.2 电极的制作 由于固体汞合金糊在玻碳电极表面的粘结性差，本文采用固体石蜡碳糊电极(SCPE)作为基体电极，按文献「8]制备 SCPE后，在光滑的记录纸上抛光表面。以质量比5 ：7的比例将白合金粉与汞混合，在研钵中研磨15min，使其成均匀糊状，用固体石蜡碳糊电极挤压，使其附着在 SCPE的表面，在光滑的纸上上光，放置4~5h后，待汞齐固化完全，即可使用，电极使用前用0.05um AlO；抛光粉抛擦电极表面，再用水冲洗。 1.3 实验方法 取8mL pH9.2硼砂 -NaOH缓冲溶液于 50mL容量瓶中，加入适量酪氨酸标准溶液及 5 mL 0.20g/L标标准溶液，用水释释至刻度，摇匀。取部分溶液转至小烧杯中，在极谱仪上，选择合适的扫前静止时间，于-0.8~-1.3V间扫描，读取导数波峰高。每次测定后将工作电极在乙醇溶液浸湿的滤纸上轻轻抛擦数次。 2 结果与讨论 2.1 配合物波的产生 在0.02 mol/L硼砂 -NaOH缓冲溶液(pH 9.2)中，加入后后出现一还原波(图1b)，峰电位为 -1.12V，加入酪氨酸后则于峰电位-1.05V处产生一个灵敏的极谱波(图1c)。由于酪氨酸在硼砂-NaOH缓冲溶液中没有电化学活性(图1a)，因此，该伏安峰为 Co+ .-酪氨酸配合物电还原产生。换用悬汞电极对同一溶液进行试验，结果表明在相同电位处也产生了一个峰形相同、灵敏度相当的极谱波 (图1d)，说明汞合金电极保留了汞电极的特性，对于 酪氨酸的电还原具有较高的灵敏度，产生还原峰的峰形好。 2.2 条件实验 2.2.1 支持电解质的选择 分别以 NaB407 -NaOH，Na，CO一-NaOH， NH， -NHCl缓冲溶液作为底液进行试验。结果表明，在NaB407-NaOH和 Na， CO-NaOH两种缓冲液中，酪氨酸与 Co(Ⅱ)形成的配合物均可产生灵敏的还原峰，并且在硼砂-NaOH缓冲溶液中，峰形好，也较稳定，故选用硼砂 -NaOH作为电解质。 2.2.2溶液 pH的影响 对硼砂-NaOH缓冲溶液的酸度进行试验，结果表明在 pH 8.8~10.2范围内，可以得到灵敏的还原波。pH在9.0~9.6之间峰高达到最大且稳定(如图22)，所以选择 pH 9.2的硼砂 -NaOH溶液。 2.2.3 Co(Ⅱ)用量的选择 固定酪氨酸浓度为2 图11伏安图 Fig.1VVoltammograms a 2 pmol/L tyrosine， borate-NaOH(pH 9.2) (2 umol/L酪氨酸+硼砂-NaOH(pH9.2))； h Co + +borate-NaoH(pH9.2)(Co++硼砂 -NaOH(pH9.2))； c b+2 umol/Ltyrosine(b+2 umol/L酪氨酸)；d HMDE in (c) solution (溶液同c，悬汞电极(Y=0.3 cm)) umol/L，随着 Co(Ⅱ)含量的增加，催化波峰高不断增加，当Co(Ⅱ)含量达到0.020~0.03g/L时，峰高趋于最大且峰高稳定，而含量大于0.03g/L时，峰电流下降(图3)。本文实验中选择0.020 g/L。 2.2.4 扫描速率的影响 固定扫前静止时间为5s，在50~800mV/s间改变扫描速率v，扫扫描速率增加，波高也增加，I'~v有线性关系，表明该配合物电流受扩散控制。固定扫前静止时间为60s， 则在上述的扫描速率范围内，I'~v有线性关系，表明该配合物电流受吸附控制。 2.2. 5 扫前静止时间的影响 对 5umol/L酪氨酸，改变扫描前电极在溶液中的静止时间11t，结果表明I随t增长而近似于线性增高，当t>40s后I趋于稳定。 2.3 电极的稳定性与精密度 在选定的实验条件下，按实验方法在不同时间对含Co?+、硼砂-NaOH(pH 9.2)、2 umol/L酪氨酸的体系进行测定，结果表明峰电流在3h之内基本不变。 对 2 umol/L酪氨酸的溶液连续进行9次测定，观察其精密度，峰电流的结果为221.4、.220.8、19.6、20.820.8、20.4、20.8、20.4、20.8uA，计算得到相对标准偏差(RSD)为2.3%，满足分析要求。另外每次使用后将汞合金电极分别用0.05um AlO；抛光粉抛擦电极表面，实验抛光后的电极对上述溶液测定的重复性，结果得到RSD为3.5%。 图2 溶液pH值对峰电流(1)和峰电位(2)的影响 Fig.2Effect of pH on peak height(1)and peak potential(2) 图3 co²+质量浓度的影响 Fig. 3 Effect of Co( Ⅱ) concen-tration on determination 2.4 配合物组成比的确定 用等摩尔连续变化法及直线法均求得配合物的组成比为11：：1，同时，利用直线法公式：1/I=1/L+[1/(B)]1/C"，求得配合物的表观稳定常数β为1.43×10. 2.5 工作曲线与检出限 固定扫描前的静止时间为30s，酪氨酸浓度在1×10~'~1 ×10mol/L范围内与峰电流有良好的线性关系，线性回归方程为 I'(uA)=10.01 ×10°c(mo1/L)+0.2527。按照 3s/K法计算得到本法的检出限为2.3×10mol/L。 2.6 共存离子的干扰 对于 1.0 umol/L酪氨酸的测定，当给定允许误差为与±10%时，下列离子或物质不干扰： 1000音K*、C1、Na*、oH：3300倍 Zn+、Ca**；：200倍Fe*，100倍Mn*.?50倍 Cu*；500倍葡萄糖；300倍氨基乙酸；400倍丙氨酸；1165倍胱氨酸； 100倍亮氨酸、谷氨酸。 2.7 分析应用 取2mL复方氨基酸注射液，转移至100mL容量瓶中用水定容，移取适量稀释试液，按实验方法测定酪氨酸含量，并用标准加入法进行加标回收实验，平行5次测定结果见表1。从表中可见，汞合金电极吸附伏安法测定结果与标示值一致，回收率为96%~102%。 表1样品测定结果及回收率 Table 1 Detemm ination result and recovery of tyrosine in sample Sample Original RSD(n=5) Added Found Labeled value Recovery(n=5) /(mol·L) s./% c/(mol·L) c/(mol·L-) c/ (mol· L-1) R/% Injections 2.51 X10' 4. 42 2. 54×10 5. 035 X10"' 2.62×10 99 溴甲苯有很好的分离，而且其柱效可以达到3000块/米以上，由于2#柱固定液β-CD经硅烷化和乙酰化改性后，成膜性增强，其改性后的极性与稀释剂 SE-54(甲基苯基硅氧烷)的极性相近，两者相溶性好，涂渍效果好，柱效高。对卤代甲苯的特殊分离效果主要由环糊精特殊空腔包结作用引起，包结强度与取代羟基的位置、取代基的极性以及基团链长有关。 5.i8 6.30 t/min 图1氯甲苯在不同色谱柱上的色谱图 Fig.11CCapillary chromatogram of chlorotoluene indifferent columns Peak No： 1. o-chlorotoluene；2. m-chlorotoluene；3. p-chlorotoluene 图2溴甲苯在2#柱上的色谱图Fig. 2 Capillary chromatogramof bromotoluene of in 2# columnPeak No.： 1. o-bromotoluene； 2. m-bromotoluene； 3. p-bromotoluene 3 结 论 研制了3根不同的环糊精衍生物毛细管柱，考察了其对卤代甲苯异构体的分离性能。结果表明2，3二○乙酰基-60叔丁基二甲基硅烷基书环糊精气相色谱柱对卤代甲苯异构体分离有专属性，能很好地分离氯甲苯异构体和溴甲苯异构体，有望在国内一般的实验室推广使用。 ( 参考文献： ) ( [1] 杨俊和，王光明，王相承，等.甲苯氯化分离工艺中对氯甲苯的气谱测定[J].安徽化工，1999， ， (2)： 5 0-5 1 . ) ( [2] 聂永峰.液晶MPBHxB与石墨化炭黑 STH-2混合固定相分离氯甲苯构构体[J].烟台大学学报：自然科学与工程 版，1994 ，( 1)：43-47. ) ( 31 于永庆，吴金仙，钱阳俊，等.用环糊精毛细管色谱分离卤代芳烃位置异构体[J].化学世界，2000，(5)：265- 267. ) ( [4] SCHUR IGV， JUNGM， SCHM A LZNGD. CGC enantiomer separation on diluted cyclodextrin derivatives coated on fusedsilica column[J ] . HRC， 1990， 13(7) ： 470-474. ) ( [51 FUGEDIP Synthesis of hep takis (6-0-tert-butyldimethylsilyl) c yclomaltohep tao se and o ctakis(6-0-tert-butyldimethylsi-lyl) cyc lomaltooctaose[J ]. J Carbohydr Re s ， 1989，( 1 92)：366-36 9 . ) ( [6] LUDOV IC J， J OSETTE C， LL A N E L， et al A nalys i s of the confommational behavior ofperfunctionalized β-cyclodextrinsPart 1 . E vidence f o r insertion of one of the rim substituents into the cyclodextri n cavity in organi c solvent s [ J ]. J ChemSoc， Perkin Trans. 2， 1994 ， (5)：989-1002. ) (上接第732页) ( 参考文献： ) ( 赵藻藩，周性尧，张悟铭，等.仪器分析[M].北京：高等教育出版社，2000：260-261. ) ( 李启隆.电分析化学[M].第二版，北京：北京师范大学出版社，1995：496-505. ) ( ERNST H， KN O LL M. E l ectrochem ical char a cterisation of uric ac i d and as c orbic acid a t a p l atinum electrode[J ] . Anal Chim Acta， 2001， 449(1 - 2)：129-134. ) 4李建平，彭图治，张雪君.铋膜电极电位溶出法测定痕量铅、镉、锌[J].分析化学，2002，30(9)：1092-1095.56 ( YOSYPCHUK B， NO V O TNYL. Copper solid amalgam electrodes[J]. El e ctroanalysis， 2003，1 5 (2)：12 1 -12 5 . ) ( M IKKEL SEN O， SCHRODER K H. Vol t a mm etry using a dental amalgam electro d e for he a vy metalmonitoring ofwines andspirits[J ] . Anal Chim Act a ，2002， 458(1)：249-256. ) ( 张 培.正牙、镶牙、补牙[M].北京：人民卫生出版社，1987：30-32 ) ( 李建平，刘碧波，吴秉功.固体石蜡碳糊硅钼酸电极的研制及应用[J].分析化学，1998，26(5)：279-282 ) ( [9] 李 玲，高小霞.钴(Ⅱ)与色氨酸极谱催化前波的研究[J].化学学报，1992，50(1)：39-43. ) ( 「101 WANGL Z， MA C S， ZH A NGML， et al Detem inat i on of tyrosine traces b y adso i p tion volta m metry of its copper(Ⅱ)complex[J]. FreseniusJ Anal Chem，1995 ， 351(7) ： 689-691. ) ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net