基于分子印跡膜共振能量轉移電化學發光法測定撲熱息痛

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(巢湖學院化學與材料工程學院，安徽巢湖 238000)

在電化學發光(ECL)共振能量轉移(RET)過程中，供體電化學發光試劑在電位作用下，通過非輻射相互作用將能量轉移給合適的受體，使其產生發光，因背景干擾小、可控等特點而備受關注[1]。但其能量轉移效率取決于供體與受體之間距離[2 - 4]。分子印跡(MI)技術是一種以目標分子為模板，制備對該分子具有特異識別功能的聚合物膜技術[5 - 6]。在電化學發光共振能量轉移體系中，可用聚合物膜使供體和受體保持一定的距離，從而使共振能量保持高的轉移效率，所構建的體系兼具有分子印跡的特異性及電化學發光共振能量轉移的高靈敏度等優點[7 - 8]。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

MPI-E電致化學發光分析系統(西安瑞邁分析儀器有限公司)；CHI660E電化學工作站(上海辰華儀器有限公司)；T9CS紫外-可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)；三電極體系：玻碳電極(GCE,d=4mm)或分子印跡聚合物(MIPs)電極為工作電極，鉑絲電極為對電極，Ag/AgCl電極為參比電極；JA2003電子分析天平(上海菁海儀器有限公司)；KS-7200DE液晶超聲波清洗器(昆山潔力美超聲有限公司)。

鄰二苯胺(o-PD)、K3[Fe(CN)6]、CdCl2、Te粉、NaBH4、L-半胱胺酸(L-Cys)(國藥集團化學試劑有限公司)；氯化三聯吡啶釕(Ru(bpy)3Cl2·6H2O)、撲熱息痛(PR)、三正丙胺(TPR)(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；5.0%Nafion溶液(美國Dupont公司)。實驗所用試劑均為分析純。實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

1.2.1CdTeQDs的合成參考文獻方法[10]，采用水熱法合成CdTe QDs。將0.025 g Te粉和0.1 g NaBH4置于5 mL單口圓底燒瓶中，加入3 mL水，冰水浴中反應2 h可得淡紫色的NaHTe前驅體。在50 mL三口圓底燒瓶中分別加入0.086 g CdCl2和0.083 g L-Cys，用1 mol·L-1NaOH溶液調節混合液的pH值至10左右，氮氣驅氧20 min。然后注入新制備的NaHTe溶液，回流2.5 h即可得CdTe QDs溶液。

1.2.3檢測方法采用三電極檢測體系，底液為0.02 mol·L-1K3[FeCN6]溶液(含0.1 mol·L-1KCl)。采用循環伏安(CV)法、交流阻抗(EIS)法對MIPs電極進行表征。采用同樣三電極裝置，底液為含0.1 mol·L-1TPA的5 mL 0.05 mol·L-1PBS( pH=7.0)，再向底液中加入10 μL CdTe QDs。電化學發光法測定的電位范圍為0～1.4 V，掃速為100 mV·s-1，負高壓為-500 V。每次測量后，將電極浸入甲醇/乙酸(體積比8∶1)溶液中洗脫模板分子PR 8 min，以進行下一次測量。

2 結果與討論

圖1 CdTe QDs的透射電鏡(TEM)圖Fig.1 TEM image of CdTe QDs

2.1 CdTe QDs的表征

圖1為所合成的CdTe QDs的透射電鏡(TEM)圖。由圖可以看出，CdTe QDs為分散良好的球形顆粒，粒徑在3 nm 左右。

2.2 電化學發光共振能量轉移機理

圖2 CdTe QDs的紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜(a)和的電化學發光(ECL)光譜(b)Fig.2 UV-Vis absorption spectra of CdTe QDs(a) and ECL spectrum of 1.0×10-4 mol·L-1

圖3 滴加CdTe QDs前后體系在0.05 mol·L-1 PBS(pH=7.0,含0.1 mol·L-1 TPA)中的電化學發光(ECL)光譜Fig.3 ECL spectrum of system before(b) and after(a) addition of CdTe QDs in 0.05 mol·L-1PBS(pH=7.0) solution containing 0.1 mol·L-1 TPA

2.3 分子印跡膜表征

圖4 不同電極在0.02 mol·L-1 K3[FeCN6](含0.1 mol·L-1 KCl)中的循環伏安圖Fig.4 Cyclic voltammograms of different electrodes in 0.02 mol·L-1 K3[FeCN6] solution containing 0.1 mol·L-1 KClThe bare GCE(a),immobilized by removal of PR(c),after interaction with 1.0×10-1 mol·L-1 PR(d),after electropolymerization(e) and NIPs electrode(f).

圖5 不同電極在0.02 mol·L-1 K3[FeCN6](含0.1 mol·L-1 KCl)中的交流阻抗圖Fig.5 Electrochemical impedance spectroscopy of different electrodes in 0.02 mol·L-1 K3[FeCN6] solution containing 0.1 mol·L-1 KClThe bare GCE(a),immobilized by removal of PR(c),after interaction with 1.0×10-1 mol·L-1 PR(d),after electropolymerization(e) and NIPs electrode(f).

2.4 實驗條件的優化

2.4.1洗脫液及洗脫時間的選擇分別考察了乙酸、乙醇、甲醇-乙酸(體積比1∶8、8∶1)對PR的洗脫效果。結果發現，用甲醇-乙酸(體積比1∶8)進行洗脫效果較好，隨時間延長PR因溶出而留下印跡空穴越多，電化學發光值不斷增大，8 min后其值不再增大且峰形規整，表明PR全部溶出。實驗選擇甲醇-乙酸(體積比8∶1)為洗脫液，洗脫時間為8 min。

2.4.2培育時間的選擇將洗脫后的MIPs電極置于1.0×10-10mol·L-1PR溶液中，結果發現培育時間在10 min內，因印跡空穴不斷重新被模板分子占據，電化學發光值不斷降低，但10 min以后其值基本保持不變，表明電極表面印跡空穴被模板分子占據，達到平衡。故實驗培育時間選擇為10 min。

2.5 工作曲線

在優化條件下進行電化學發光檢測，結果表明當PR濃度在1.0×10-13～1.0×10-9mol·L-1范圍時，電化學發光變化值與PR濃度的對數值呈線性關系，線性方程為:ΔI=3130.4lgc+42159，相關系數R=0.9953，檢測限為0.42×10-13mol·L-1。

2.6 干擾考察

在優化條件下，考察了藥品中常見共存物質葡萄糖、苯酚、檸檬酸、抗壞血酸及多巴胺對測定PR的影響。結果表明，誤差范圍在5%以內，100倍濃度的以上物質對目標物測定均不產生干擾，說明方法對PR測定具有較好選擇識別性。

2.7 穩定性與重現性

MIPs電極在1.0×10-10mol·L-1PR溶液中平行測定10次，其相對標準偏差(RSD)為3.4%，表明電極具有良好的重現性。電極放置一周后，MIPs電極的電化學發光值降至93.6%，且電極連續重復使用3次后，其電化學發光值減小11.6%，表明該電極具有良好的穩定性。

2.8 實際樣品的檢測

選用白加黑鎮痛劑三片，研磨至細粉。準確稱取適量藥粉，用0.05 mol·L-1PBS(pH=7.0)溶解并定容于50 mL容量瓶中，分別進行藥品含量及回收率測定。其檢測結果見表1，回收率在95.8%～103.9%之間。

表1 回收率測定結果

3 結論