对乙酰氨基酚中电化学行为研究检测方案(电化学工作站)

2007年5月第3期南京晓庄学院学报JOURNAL OF NANJNGXAOZHUANGUNVERSITYMay，2007No 3 对乙酰氨基酚在碳原子线修饰电极上的电化学行为研究 徐 雯，姜 幸，可凤云 (南京晓庄学院化学系，江苏南京210017) 摘 要：运用循环伏安法研究了对乙酰氨基酚在碳原子线修饰电极上的电化学行为.实验结果表明，对乙酰氨基酚在裸玻碳电极上表现为不可逆的电极过程，而在碳原子线修饰电极上氧化峰和还原峰的电位差为0.048V，为准可逆过程.另外，对乙酰氨基酚在该修饰电极上的检出限为1×10 mol/L. 关键词：对乙酰氨基酚；碳原子线修饰电极；伏安法 中图分类号：O646 文献标识码：A 文章编号：1009-7902(2007)03-0049-04 对乙酰氨基酚是一种常见的解热镇痛药，在中西药及其制剂中使用广泛，适用于感冒发烧、关节痛、神经痛及偏头痛以及手术后止痛.但过多服用对乙酰氨基酚对人体会造成伤害，出现恶心、呕吐、压食、出汗、腹痛等症状.因此，建立对乙酰氨基酚的灵敏检测方法是非常必要的.目前用于检测对乙酰氨基酚的方法主要有分光光度法13，41高效液相色谱法毛细管电泳法及其电化学方法17.81等等.除了电化学方法，其它方法都需要经过复杂的前期处理，难以用于快速检测.而电化学方法中，修饰电极的研究为对乙酰氨基基的检测提供了快速、简便的方法. 本文报道用碳原子线修饰电极通过循环伏安法测定对乙酰氨基酚.对乙酰氨基酚在裸玻碳电极上的电极反应为完全不可逆过程，有较高的氧化电位，而碳原子线修饰电极对于对乙酰氨基酚有明显的电催化作用，在此电极上对乙酰氨基酚的电极反应表现为准可逆过程. 实验部分 1.11仪器与试剂 LK2005型电化学工作站(天津市兰力科化学电子高技术有限公司)，三电极体系：工作电极为碳原子线修饰玻碳电极(中=3)，对电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)；精密pH计(PHS-3C，上海雷磁新泾仪器有限公司)和超声波清洗器(KQ2200型，昆山市超声仪器有限公司). 碳原子线(CAW)由南京师范大学410实验室制备，对乙酰氨基酚为化学纯(中国医药集团上海化学试剂公司)，用无水乙醇配成1X10 mol/L储备液，避光保存.其余试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水. 1.2碳原子线修饰电极的制备 将玻碳电极极砂纸(2000目)、Al0粉抛光至镜面，依次用二次水、无水乙醇、二次水超声各清洗 lm in 称取5mg经硝酸处理过的碳原子线于 5mL水中，超声波震荡半小时形成 1mg/mL黑色悬浊液，再吸取3uL溶溶液滴加在清洗干净且干燥的玻碳电极表面，置于红外灯下干燥，待溶剂挥发后即制得碳原子线修饰电极. ( 收稿日期：2007-03-25 修改日期：2007-04-07 ) ( 基金项目：南京晓庄学院青年专项资助项目(2006NXY37) ) ( 作者简介：徐雯，女，南京晓庄学院化学系教师，主要从事电化学研究. ) 1.3 实验方法 在称量瓶中加入一定量的对乙酰氨基酚储备液，用 0.1mol/L Na HPO4-KH，PO缓冲溶液稀释，摇匀，连入电化学工作站.以碳原子线修饰电极为工作电极，饱和甘汞为参比电极，铂片为对电极，在0.0~+0.7V电位区间内，测定对乙酰氨基酚溶液的循环伏安曲线.所有实验均在室温条件下进行. 2 结果与讨论 2.1 碳原子线修饰电极的电化学性质 图1是裸玻碳电碳(曲线a)和碳原子线修饰电极(曲线b)在 0. 1mol/L Na HPO4-KH， PO缓冲溶液中的循环伏安图.曲线 a表明，扫描电位-0.4-0.4V之间时，裸玻碳电极在磷酸缓冲溶液中几乎没有任何电化学响应.与a相比，曲线b在0V附近有一对较为明显的氧化还原峰，说明该修饰电极表面具有电化学活性官能团.同时，曲线b的背景电流明显增大，这是由两方面原因引起的：一是修饰电极的真实表面积远大于修饰前的裸玻碳电极；二是碳原子线导电性较差.修饰电极上碳原子线的厚度对电极性能有较大的影响.采用浓度为 1mg/mL碳原子线水溶液为修饰液，随着修饰量的增加，修饰膜的有效表面积增大，对乙酰氨基酚的峰电流和背景电流也随之增加.经过多次试验，选择3uL的 1mg/mL碳原子线水溶液来修饰电极可获得较好的修饰效果. net 图1 裸玻碳电极(曲线a)和 CAW 修饰玻碳电极(曲线b)在0. 1mol/L Na，HPO4-KH， PO溶液(pH=6.5)中的循环伏安图，扫描速率：50mV/s 2.2 碳原子线修饰电极对于对乙酰氨基酚的电催化作用 图2是裸玻碳电电(曲线a)和碳原子线修饰电极(曲线b)在含有1×10mol/L对乙酰氨基酚的0.1mol/L Na HPO4-KH，PO缓冲溶液中的循环伏安图.由图可知，对乙酰氨基酚在裸玻电电极上氧化峰电位为0.528V，无还原峰，表明对乙酰氨基酚在裸玻碳电极上的反应速率很慢，电极反应为完全不可逆过程；而在碳原子线修饰电极上的氧化峰电位为0.397V，还原峰电位为0.349V，两峰的电位差为0.048V，表现为准可逆过程.与裸玻碳电极(曲线a)相比，碳原子线修饰电极(曲线b)上的氧化峰电位负移了0.131V，氧化峰电流比修饰前的裸玻碳电极上的氧化峰电流增大了5.3倍.这些都说明了碳原子线修饰电极对于对乙酰氨基酚的电化学过程具有很好的催化作用. 2.3 pH值的影响 分别以 0.1mol/L Na，HPO4-KH，PO4、HAcNaAc、KH，PO4NaOH缓冲溶液作为电解质底液，考察对乙酰氨基酚在碳原子线修饰电极上的循环伏安响应，发现在 pH为6.5的Na HPO-KH， PO缓冲溶液中，可逆性最好，故本实验以此缓冲溶液作为支持电解解. 2.4 扫描速率对电催化反应的影响 图3是不同扫描速率下碳原子线修饰电极在1×0mol/L对乙酰氨基酚溶液中的循环伏安图，从图中可以看出，氧化还原峰电流随着扫描速率的增大而增大，同时氧化峰电位正移，还原峰电位负移，而式电位(Eo) 图2 裸玻碳电极(曲线a)和 CAW 修饰玻碳电极(曲线b)在含有 1x10mol/L对乙酰氨基酚的 0.1mol/L Na， HPO-KH， PO溶液(pH=6.5)中的循环伏安图. 图3 CAW修饰电极在极1X10“mol/L对乙酰氨基酚的0.1mol/L Na，HPO4-KH， PO溶液(pH=6.5)中，不同扫速下的循环伏安图(a)20 (b) 40 (c) 60 (d) 80 (f) 100mV/s 几乎不发生改变.考察氧化峰电流与扫描速率的平方根u²之间的关系，发现在20~180mV/s扫描速率范围内，两者之间有较好的线性关系，线性方程为j，=- 1. 835+1.647u"，R=0.9951，说明对乙酰氨基酚的氧化是一个扩散控制过程. 2.5 浓度对电催化反应的影响 图4是碳原子线修饰电极在含有不同浓度对乙酰氨基酚的 Na HPO4-KH，PO4 (pH=6.5)溶液中的循环伏安曲线上的氧化峰电流与浓度的关系曲线.由图可知，对乙酰氨基酚在 5X10~1×10mol/L范围内的浓度与氧化峰电流呈现较好的线性关系，线性方程为 i=7.363+27359. 7c，R=0.9960，检出限为1X10mol/L. 图4 不同浓度的对乙酰氨基酚在 CAW修饰电极上的氧化峰峰电流与浓度关系曲线，扫描速率：50mV/s 2.6 电极的重现性与稳定性 将玻碳电极修饰5次，测定浓度为1×10mol/L的对乙酰氨基酚试液5次，氧化峰的电流值分别是10.83uA、11.39uA、12. 24uA、11.35uA、11.23uA，相对标准偏差RSD为1.01%，表明该修饰电极的重现性较好.将修饰电极在同一溶液中连续扫五十圈，峰电流基本不变，说明该电极稳定性较好. 3 结论 对乙酰氨基酚在碳原子线修饰电极表面发生准可逆的电极反应，碳原子线修饰电极可以使对乙酰氨基酚的氧化峰电位相对于裸玻碳电极负移0.131V，氧化峰电流增大近5.3倍.对乙酰氨基酚的浓度在5X10~1X10°mol/L范围内与氧化峰电流有极好的线性关系，检出限为1×10mol/L.实验结果表明，碳原子线修饰电极对于对乙酰氨基酚有突出的电催化活性.此外，该修饰电极制备简单，具有较好的重现性和稳定性. ( 参考文献： ) ( [1]陈新谦，金有像.新编药物学[M].第十四版：2000，154 ) ( [2]金慧萍，李中东，焦正.对乙酰氨基酚的不良反应与合理使用[J].药物不良反应杂志，2004，(01)：27-31. ) ( [3]徐春梅.紫外分光光度法测定氨咖黄敏胶囊中对乙酰氨基酚含量[J].延安大学学报(医学科学版)，2006，4(02)：6. ) ( [4]孙建枢，张雪萍.差示分光光度法测定凝胶中对乙酰氨基酚含量[J].中国药师，2002，3(5). ) ( [5 ]Martin A，B a rbas C. CE versus HPLC for the diss o lution test in a p h aimaceutical fomula-tion containing acetam inophen ， pheny- lephrine and chloipheniranine[J] . J . Pham. Biomed A nal， 2 004，35： 769-777. ) ( [6]朱晓燕，王增寿，陈帆，丁林.高效毛细管电泳法测定泰诺林滴剂中对乙酰氨基酚的含量中国现代应用药学 [J].2004，21 (1)：57-59 ) ( [ 7 ]BoopathiM， M i -Sook W， Yoo n Bo S A sensor for acetam inphen in a blood medium using a Cu(Ⅱ ) -condu c ting plolymer comp lexmodified electrode[J ] . Anal Chi. A cta， 2 0 04，512：191-197. ) ( [8]罗红斌，张亚锋，陈伟，林新华，林小燕.对乙酰氨基酚在聚刚果红修饰电极上的伏安测定[J].电化学，2006，12(3)：329-332 ) ( (责任编辑：陈昌云) ) Study on Electrochem ical Behavior of Acetam inophen atCarbon-A tom W ireMod ified Glass Carbon Electrode XU W en， JANG Xing， HE Feng yun (Department of Chem istry， Nanjing Xiaozhuang University， Nanjing 210017， Jiangsu) Abstract： Cyclic voltammetry was used to study the electrochem ical behavior of acetam inophen at the carbon-atom-wire modified glass carbon electrode The result of the experiment showed that the reaction of acetam inophen atbare carbon electrode was irreversible， but at the modified electrode， the difference between the anodic peak andcathodic peak potential was 0. 048V， app roaching a reversible processAt the modified electrode， the detectionlim it of acetam inophen was estimated to be 1 x10mol/L. Key words： acetam inophen； carbon-atom wire modified carbon electrode； voltammetry China Academic Journal Electronic Publishing House. 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