芦丁中碳纳米管修饰电极上的电化学性质检测方案(电化学工作站)

佳木斯大学学报(自然科学版)Journal of Jiamusi University (Natural Science Edition)第25卷第5期2007 年09月Vol.25 No.5Sep. 2007 佳木斯大学学报(自然毛科学：版2007年706 文章编号：1008-1402(2007)05-0705-02 芦丁在碳纳米管修饰电极上的电化学性质研究 李秀玲2胡 玲，吴 蓟. 单静颖? 赵志宇， 武冬梅 李锦莲 (1.佳木斯大学化学与药学院，黑龙江佳木斯154007；2.中国人民解放军第63850部队后勤部防疫检验及环境监测所，吉林白城137000) 摘 要： 制备了多壁碳纳米管修饰玻碳电极(MWNT/GC)，并研究了芦丁在 MWNT/GC上的电化学行为.研究表明，MWNT/GC对芦丁的氧化具有明显的电催化作用.用循环伏安法对芦丁浓度进行了测定，其氧化峰电流与芦丁的浓度在5.0×10~1.0×10molL范围内里良好的线性关系，线性相关系数为0.9918. 关键词： 芦丁；多壁碳纳米管修饰电极；循环伏安法 中图分类号： 0621.25*9.2 文献标识码： A 芦丁(rutin)又名芸香苷紫皮苷，是槲皮素的3-0-芸香糖苷，为一来源很广的黄酮类化合物.其具有多方面的药理作用，主要表现在：抗炎、抗氧化、抗菌、抗癌、降血压、胃肠粘膜保护等.芦丁具有优良的电化学活性，其电化学性质的研究已引起人们的极大兴趣，如：对氧自由基、铜离子、血红素、苯磺酸等电催化性质.碳纳米管具有独特的纳米结构，其表现出金属或半导体性质，将其制成电极能促进电子传递，同时由于其优良的物化性能(如大比表面、能负载较多功能基团)，因此逐渐受到电分析领域研究人员的极大关注.本文制备了碳纳米管修饰电极，研究了芦丁在其上的电化学性质，发现碳纳米管对芦丁有很强的催化作用. 实验部分 1.1 仪器与试剂 实验采用三电极体系：工作电极为玻碳电极(GC)，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，铂丝为对电极.LK2005电化学分析仪(天津兰力科).PB- 20标准型pH计(德国塞多利斯).芦丁(sigma 公司)用无水乙醇配成1×10'molL储备液.多壁碳纳米管(MWNT，深圳纳米港责任有限公司).PBS缓冲溶液(0.1molL磷酸氢二钠、0.1molL磷酸二氢钾)用0.1mlL氢氧化钠调节所需pH值.所用试剂均为分析纯，溶液用二次蒸馏水配置.实验温度为室温，整个实验在高纯氮气保护下进行. 1.2 多壁碳纳米管修饰电极的制备 取30mg MWNT 加入 30ml 3：1 的 H SO4(98%)和 HNO： (60%)的混合物中，100℃恒温回流24h羟基化，加水稀释后，过滤.用蒸馏水洗至中性，然后100℃下烘干，即得到实验需要的羧基化多壁碳纳米管(MWNT-COOH).抛光后的裸电极(GC)冲洗晾干备用.取1mg MWNT-COOH 加入1ml 水中超声10min，取 10ul MWCNTs-COOH 悬浊液滴于GC上，红外灯下烘干，即得多壁碳纳米管修饰电极(MWNT/GC). 2 结果与讨论 2.1 芦丁在MWNT/GC上的循环伏安行为 图1 芦丁在pH5 PBS 缓冲溶液中的循环伏安图(a) GC；(b)MWNT/GC 图1显示了pH5 PBS缓冲溶液中，扫速为100 ( ① 收稿日期：2007-07-04 ) ( 基金项目：黑龙江省教育厅科技项目资助(10541221)，佳木斯大学科研项目资助(L2006-26). ) ( 作者简介：李秀玲(1964-)，女，黑龙江佳木斯人，佳木斯大学化学与药学院高级实验师. ) mV/s，10 molL芦丁在 MWNT/GC 和 GC电极上的循环伏安行为.图1中的循环伏安曲线a为芦丁在裸GC 上的电化学行为，其存在一对可逆的氧化还原峰，E=0.321V，Epa=0.395V，Ei2= 0.358V，AE=0.074V，inc =-2.51pA，ip =2.92pA，ic/ip=0.863.循环安曲线b为芦丁在MWNT/GC上的电化学行为，其E.=0.322V，Epa=0.421V，Ei/2 = 0.372V，AE=0.099V，i12.75pA，ipa=13.03uA，ipe/ip =0.979. 从图中可见，芦丁在MWNT/GC上的氧化还原峰电位稍有移动，但峰电流却显著增大，可见MWNT对芦丁的氧化有明显的催化作用. 2.2 扫描速率对芦丁在MWNT/GC 上电化学性质的影响 由图2，3可见，在含有10molL芦丁的pH5PBS的缓冲溶液中 ，MWNT/GC 在扫速 20-100mV/s范围内，氧化还原峰的峰电流与扫速呈线性关系.氧化峰和还原峰的峰电流与扫速的线性方程分别为：Y=-4.69135-0.16547X，R=0.9958；Y=4037296+0.14324X，R=0.9918.由此可见，芦丁在 MWNT/GC 上的电化学行为为动力学扩散控制. 图2 芦丁在pH5 PBS 缓冲溶液中 MWNT/GC上的氧化峰电流与扫速Ⅴ的线性关系图 2.3 不同浓度芦丁的电化学性质 从图4中可知，浓度变化对芦丁在 MWNT/GC上的电化学性质影响很明显，随着芦丁浓度的增大，氧化峰和还原峰电流逐渐变大.浓度与峰电流成线性关系，线性方程为Y=0.0517X +22.9213， R=0.9952.由此可知，循环伏安法对芦丁浓度的变化反应很灵敏，线性很好. 从a-f曲线芦丁浓度是依次为1×107，5×10，1×106，5×105，5 ×104，1 ×10molL (扫速：100mV/S) 图3 芦丁在pH5 PBS缓冲溶液中 MWNT/GC 上的还原峰电流与扫速Ⅴ的线性关系图 图4 不同浓度芦丁在 PBSpH5缓冲溶液中，MWNT/GC上的循环环伏安图 3 结 论 芦丁在 MWNT/GC 上的氧化还原峰的峰电位与GC上相比没有明显移动，而峰电流有明显的增大，说明羟基化的多壁碳纳米管对芦丁的电化学性质有很好的催化性，同时芦丁在 MWNT/GC上的电极过程为动力学扩散控制，氧化还原峰电流随芦丁浓度的增加而增加，并成线性关系变化. ( 参考文献： ) ( [1] 李茂星，谢景文，葛欣，等.芦丁的药效学研究进展[].华西药 学杂志，2000，5(6)：450-451. ) ( [2] 孙元喜，冶保献，周性尧.芦丁修饰电极的电化学特性[J].分 析化学，1998，26(2)：16-19. ) ( [3] 赵广超，吴芳辉，魏先文.多壁碳纳米管修饰电极的制备及其应 用[].安徽师范大学学报(自然科学辨)，2003，25(1)：31-33. ) 得率的最最搭配为 ABzCD3，即超声温度60℃，浸提倍数为30倍，超声时间60min，超声提取4次. 3 结 论 超声波法提取玉米须多糖的提取工艺为超声温度60℃，浸提倍数为30倍，超声时间 60min，超声提取4次.该方法操作简便，经济可行，可提高提取效率. 经过脱蛋白，脱色，乙醇沉淀，剃度洗脱后得到灰白色玉米须多糖，该多糖易溶于热水，不溶于高纯度的乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂.苯 酚一硫酸反应阳性，Molish 反应阳性，碘化钾反应阳性. ( 参考文献： ) ( [1] 江苏新医学院.中药大词典(上册)[M].上海：上海人民出版 社，1977，555. ) ( [2] 文媛，薛惠中，杨文革，等.玉米须多糖的提取及含量测定[J]. 南京中医药人学学报，1999，15(2)：90-92. ) ( [3] 纪莉莲，范怡梅.玉米须多糖的提取及其对无蔗糖双歧酸奶 品质的影响[].中国乳品工业，1999，27(3)：29-3 1 . ) ( [4] 王铮敏.超声波在植物有效成分提取中的应用[J].一明高等 专科学校学报，2002，19(4)：45-53. ) LIU Juan，ZHANGJing (College of Chemistry & Pharmacy， Jia musi University， Jia musi 154007， China) Abstract：：1To optimize the ultrasound extraction process of polysaccharides in the corn silk ， the best condition，which is temperature 60 degree， adding 30 times water， ultrasound 60 min and extract 4 times， was chosen throughsingle factor and arthogonal experiment. Ultrasonic extraction can improve the extraction efficiency. aKey words：corn silk； polysaccharide； ultrasonic extraction (上接706页) A Study on the Electrochemical Behaviorof Rutin on MWNT Modified Electrode LI Xiu- ling，HU Ling，WUJi， SHAN Jing- ying， 2ZHAO Zhi- Yu，WU Dong-mei， LI Jin- lian( 1. College of Chemistry and Pharmacy， Jiamusi University， Jiamusi 154007， China； 2. Institute Environment Protection and Inspection ，PLA 63850， Baicheng 137000 ， China) Abstract： A glass carbon electrode modified with multi- wall carbon nanotube (MWNT/GC) was prepared，and the electrochemical behavior of rutin on MWNT/GC was investigated. The determination of rutin concentration onMWNT/GC by cyclic voltammetry (CV) was studied. It was found that MWNT/GC has an obvious electrocatalytic ef-fect on rutin， and the redox peak current had a linearity with scan rate and the concentration of rutin (5.0 ×10~1.0x10molL) Key words： . rutin ； modified electrode multi- wall carbon nanotube； cyclic voltammetry ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net