放线菌素D中电化学行为及分析检测方案(电化学工作站)

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电化学ELECTROCHEM ISTRYVol 13 No 2May2007第13卷 第2期2007年5月 ·217·第2期朱清涛等：金电极上放线菌素D的电化学行为及分析测定 文章编号：1006-3471(2007)02-0216-04 金电极上放线菌素D的电化学行为及分析测定 朱清涛，廖 ，何晓英 (西华师范大学化学化工学院，四川南充637002) 摘要： 应用方波溶出伏安法研究了放线菌素D在 KH， PO Na，HPO缓冲溶液中于金电极上的电化学行为以及酸度、预富集沉积电位、预富集沉积时间、方波频率、方波幅度、电位增量等的影响，优化测定参数，建立一种直接测定放线菌素D的电分析测定方法.在0.1~10. 0umol·L浓度范围内，放线菌素D与其方波溶出伏安氧化峰电流呈良好的线性关系，相关系数0.9991，检测限1.0 ×10mol·L 关键词：、放线菌素D；方波溶出伏安法；金电极；电化学检测 中图分类号： O 657.1 文献标识码： A 放线菌素D (Actinom ycin D， ACTD)是从 Strparvul-lus培养液中提取的一种多肽类抗肿瘤性抗生素，属国家基本药物，对增殖期的肿瘤细胞有杀伤作用.其分子结构如图1所示，包括一个三环发色基团，其上连结两个环状五肽.它的作用机理是该变色基团插入在 DNA两个相邻的 G-C碱基对中间，两个环状多肽充塞于 DNA双螺旋的小沟中，通过特殊的氢链与处在相对面的 DNA核苷酸之鸟嘌呤连结，可防止转录反应，而处于螺旋 图 1 放线菌素D的分子结构式 Fig 1 Molecular structural fommular of the ACTD 小沟中的肽链，可抑制 RNA 聚合沿 DNA分子前进，从而阻止了 mRNA的合成，进而阻止癌细胞生长，临床上被用于治疗恶性肿瘤，主要是恶性淋巴瘤、小儿肾母细胞瘤、神经母细胞瘤、绒毛膜上皮癌及恶性葡萄胎等[46] 作为细胞周期非特异性药物，现今放线菌素D已成为分子水平上研究机体细胞凋亡的重要实验试样.但其测定方法多为高效液相色谱法(HPLC)[10-12].本文应用方波溶出伏安法研究了放线菌素D在 pH为 5.90的 KH PO NazHPO缓冲溶液中的直接电化学行为，这对进一步研究放线菌素D在体内的代谢过程、提高药效、降低药物毒副作用等有着重要的意义. 实验部分 L. 1 仪器与试剂 LK98BⅡ微机电化学分析系统(天津兰力科)；三电极体系：工作电极为金电极，铂片为对电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极(以下所指电位皆相对于 SCE)；数控超声波清洗器(昆山超声仪器有限公司). 放线菌素D(美国 Sigma， 购自厦门星隆达化学试剂有限公司)，用二次蒸馏水配成1.0×10 ( 收稿日期：2007-01-06，修订日期：2007-02-05，Tel ： ( 86-817)2185612，Email： h exysctc@yahoo com. cn ) ( 四川省教育厅重点研究课题(2004A106)；西华师范大学校级重点项目(06A009)资助 ) mol·L的储备液；磷酸盐缓冲溶液(PBS)由KH，PO和Na HPO配制而成，其试试剂均为分析纯.实验用水均为二次蒸馏水. 1.2 实验方法 金电极(0为4mm)依次用2000目金相砂纸、0.25 um AlO抛光粉抛光成镜面，于Piranha溶液(Vo，：VH，so为3：7)浸泡 10min，然后分别用丙酮、二次蒸馏水超声波清洗 1 m in，最后用二次蒸馏水冲洗备用. 将金电极置于适量含放线菌素D的磷酸盐缓冲溶液 (pH5.90)，于-0.8V下电沉积预富集20s，然后在-0.6~0.5V电位区间内用方波溶出伏安法进行测试.实验温度22 ±1℃. 2 结果与讨论 2.1 放线菌素D在金电极上的方波溶出伏安行为 图2绘出金电极在含5.0×10mol·L放线菌素D的磷酸盐缓冲溶液(pH 5.90)的方波溶出伏安曲线.如图可见，在电位-0.17V处，出现一个明显的氧化峰.这表征放线菌素D在金电极表面的电化学氧化. 图2 5.0×10molL线线菌素D在磷酸盐缓冲溶液(pH=5.90)中于金电极上的方波溶出伏安曲线 Fig 2 Square wave stripp ing voltammogram of5.0 ×10mol·LACTD in KH PO NazHPO (PBS) buff-er solution (pH=5. 90) at gold electiode 2.2 溶液酸度对放线菌素D的氧化峰电位、峰电流的影响 图3给出放线菌素D方波溶出伏安扫描的氧 化峰电流和峰电位随 KH， PO Na HPO缓冲溶液(pH4.53~7.54) pH值的变化关系.图中显示，溶液的 pH值增加，氧化峰电位负移，两者之间呈良好的线性关系(曲线 a)，回归方程Ep(V)=0.1938-0.052 6 pH，相关系数0.9923.这表明在金电极表面，放线菌素D的氧化是一个 2H*/2e的反应过程113]，其氧化峰电流随溶液 pH值的增加而增加，至最大值后又逐渐减小(曲线b).本文选择溶液 pH值为5.90. 图3 方波溶出伏安扫描放线菌素D于金电极上峰电位(a)、峰电流(b)磷磷酸盐缓冲溶液 pH的变化 Fig 3 Variation of the potential E， (a) and current (b) ofsquare wave stripp ing voltammetric with solution pH forACTD in PBS at gold electrode 图4 放线菌素D于金电极上方波溶出伏安扫描氧化峰电流随预富集沉积电位变化关系 Fig 4 Variation of the peak current () of square wavestripping voltammetric with accumulation potentialfor ACTD in PBS (pH=5. 90) at gold electrod 2.3 预富集沉积电位对峰电流的影响 预富集沉积电位对放线菌素D的氧化峰电流也有影响.图4示明，在-1.40V到-0.60V电位区间内，其方波溶出伏安扫描氧化峰电流随沉积电位的变化呈先增大而后减小的趋势.据此，本文选择具有最大值约-0.80V作为金电极上放线菌素D预富集的沉积电位. 2.4 预富集沉积时间对峰电流的影响 图5表示了金电极上放线菌素D预富集沉积时间对氧化峰电流的影响.如图，随着沉积时间的延长，氧化峰电流明显增大，但当沉积时间超过20s时，氧化峰电流增长趋于缓慢直至恒定.本文选择电沉积时间为20s 图5 放线菌素D于金电极上方波溶出伏安扫描氧化峰电流随电沉积时间变化 Fig5 Variation of the peak current () of square wavestripp ing voltammetric with accumulation time forACTD in PBS (pH=5.90) at gold electrode 2. 5 方波幅度与方波频率的选择 实验表明，当方波幅度为0.015V，方波频率为20.0Hz时，上述放线菌素D峰电流最大且稳定.据此本文之方波溶出伏安法测定选择方波幅度为 0.015V，方波频率为20.0Hz 2.6 电位增量的选择 实验表明，当电位增量为0.03V时，氧化峰电流最大且稳定.本文选择电位增量为0.03 V. 2.7 放线菌素D的方波溶出伏安测定 按上述优化实验条件，在浓度0.1~10.0umol·L范围内放线菌素D的方波溶出伏安扫 图6 放线菌素D于金电极上方波溶出伏安扫描峰电流随其浓度变化关系 Fig 6 Variation of the peak current () of square wavestripp ing voltammetric with concentration of ACTDin PBS (pH=5.90) at gold electrode 描氧化峰电流与其浓度呈良好的线性生系，见图6所示，线性回归方程为(_A)=-0.022420.10283 C(umol·L)，相关系数0.9991，据此可作为该药物的定量分析，检测限为1.0×10°mol·L，结果满意. 3 结 论 在 pH值为5.90磷磷酸盐缓冲溶液中，放线菌素D在金电极表面的氧化是一个2H*/2e的反应过程.采用方波溶出伏安法测定放线菌素 D，在-0.80V电位下预富集20s，方波幅度 0.015V，方波频率20.0 Hz，电位增量为0.03V时，其溶出伏安氧化峰最大且随浓度变化呈良好线性关系.该电极重复性较好，可用于放线菌素D的定量分析测定，结果满意. 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The Experimentalparameters， such as pH value， amplitude， accumulation potential and time were optim ized， and a direct electro-analytical method for detemm ining ACTD was developed The peak currents were proportional to the concentrationofACTD in the range of 0. 1umol·L~10. 0pmol·L， ，and the linear regression coefficient equaled0.9991.The detection lim it for ACTD was 1. 0x10-mol·L1. Key words： Actinomycin D； square wave stripp ing voltammeter， glod electrode； electroanalytical chem istry ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net