聚苯胺修饰电极对多巴胺、尿酸、抗坏血酸的电化学区分效应

第 3l卷 201 1拄 第 1期 1月 高 师 理 科 学 刊 Journal of Science of Feachers College and University Vol|3l NO．1 Jan． 20lJ 文章编号：1007—9831(201 1)O1—0069-04 聚苯胺修饰电极对多巴胺、尿酸、 抗坏血酸的电化学区分效应 梁瑞，赫春香 (辽宁师范大学 化学化工学院，辽宁 大连 116029) 摘要：制备了聚苯胺 (PAn)修饰石墨电极，在 0．5 mol／L硫酸溶液中，该修饰电极对多巴胺、尿 酸、抗坏血酸的电化学氧化具有明显的区分效应，三组分的氧化峰电位分别为0．61，0．72，0．36 V， 三组分的峰电流与其浓度有较好的线性响应． 关键词：聚苯胺；修饰电极；多巴胺；尿酸；抗坏血酸；区分效应 中图分类号：0657．1 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1007-9831．2011．01．021 Electro-separation of dopamine，uric acid and ascorbic acid based on a graphite electrode modified polyaniline LIANG Rui，HE Chun—xiang (School ofChemistry andChemicalEngineering，LiaoningNormalUniversity，Dalian 116029，China) Abstract：A graphite electrode modified polyaniline film have been prepared．In the solution of 0．5 mol／L sulfuric acid，the peak potential of dopamine，uric acid and ascorbic acid were separate on the electrode．Their oxidation peak potential were O．61，0．72，0．36 V(Vs．SCE)，respectively．Their peck current was linear respond to their concentration． Key WOrdS-"polyaniline film；modified electrode；dopamine；uric acid；aseorbic acid；electro-separation 多巴胺 (Dopamine，DA)、抗坏血酸 (Ascorbie acid，AA)和尿酸 (Uric acid，uA)共存体系中三组分 的电化学检测一直是研究的热点之一．在一般的基体电极上，三组分均能发生电化学氧化，但峰电位相互 重叠．采用化学修饰电极是实现选择性测定的有效途径．大多数研究报道仅限于 DA和 AA、DA和 uA或 uA和AA二组分共存体系中的某一成分或二组分的选择性测定 。 ．目前仅有林祥钦等利用 一氨基丁酸修 饰玻碳电极 ，潘艳等利用聚苯乙烯磺酸钠惮 壁碳纳米管复合膜修饰电极 实现三组分的电化学分离的报 道．本文利用循环伏安法制备了聚苯胺修饰石墨电极，成功地实现了对DA，uA，AA的电化学区分，利用 三组分的电催化氧化电流可实现三组分的同时检测． 1 实验部分 1．1 仪器与试剂 LK9805电化学分析仪 (天津市兰力科电子科技发展有限公司)；三电极系统：自制蜡浸石墨 (SG)电 收稿日期：2010—09-08 作者简介：梁瑞 (1986一)，女，山西介休人，在读硕士研究生，从事化学传感器研究．E-mail：liangrui329@163．com 通讯作者：赫春香 (1961一)，女，辽宁沈阳人，教授，从事分析化学研究．E—mail：hcx0224@163．com 第 1期 梁瑞 ，等 ：聚苯胺修饰电极对多巴胺 、尿酸、抗坏血酸的电化学区分效应 7l 敏度． 2-2 聚苯胺修饰电极对 DA，AA，UA的电催化氧化作用 分别配制含有5．00×10一mol／L DA，AA，uA以及3种组分共存的O．5 mol／L硫酸溶液，以PAn修饰电 极或石墨电极 (SG)为工作电极，在+0．9—一0．2 V电位范围内，以0．1 V，s的扫速进行循环伏安扫描， 循环伏安曲线，见图2． 由图2中 DA的循环伏安曲线可以看出，DA在空白SG电极上出现 1个强的氧化峰和 1个弱的还原峰， 峰电位分别为0．7l V( 。)和0．29 V(E )，阳极峰与阴极峰的峰电位差△E--0．42 V．改用PAn修饰电 极为工作电极后，DA仍能发生电极反应，与在 sG电极上反应相比，有3点变化：(1)ElDa负移至O．62 V， E 正移至0．47 V，AE=0．15 mv，即峰峰电位差明显减小；(2)氧化峰与还原峰的半峰宽均减小 (这2点 显示DA电极反应的可逆性变好)；(3)峰电流明显增大．说明修饰电极对 DA的电极反应有明显的催化作 用． 由图2中AA的循环伏安曲线可以看出，以sG电极为工作电极时，AA有1个氧化峰， 。为0．70V， 而以PAn修饰电极为工作电极时，氧化峰的 负移至0．37 V，可见PAn修饰电极能降低AA的氧化过电 位．这可能是由于PAn修饰电极带正电荷，对部分解离的AA有静电吸引作用，因而减小了AA进行电化 学氧化时所需要的能量．实验还发现，AA的电催化氧化峰的半峰宽变窄，这对提高测定AA的灵敏度是非 常有利的． 由图 2中uA的循环伏安曲线可以看出，uA在空白SG电极上有 1个强的氧化峰和 1个很弱的还原峰， 峰电位分别为O．70 V和O．64 V，聚苯胺修饰基体电极后，还原峰的峰电流变小，但氧化峰的峰形变得更敏 锐，峰电位基本不变．说明聚苯胺对uA也有一定的催化作用． ． ．20 ．50 0 6 0 2 ．0 2 E| 0．6 0．2 ．0 2 E| 姜 ． 1 00 S0 0 专’‘ ． 一 50 — 1 00 — 1 50 06 0．2 ．0．2 E| 图2 PAn修饰电极对DA，AA，UA的电催化作用 注：一 一 一 sG电极，在 H,．SO 中；⋯ 一sG电极，在 H：s0 +去极剂中； 一 ·一 ·PAn电极，在 H s 中；— — PAn电极，在 H s +去极剂中． 2．3 聚苯胺修饰电极对 AA，DA，UA混合液的电化学区分 2．3．1 SG 电极和 PAn修饰电极对三组分电化学区分效应的对比 对于 5．00×10 mo1／L AA+5．00 X 10一 mol／L DA+5．00 X 10。mol／L uA的混合液，在空白SG电极上只出现 1个大且宽的氧化峰，峰电位约为0．73 v， ∞ 0 ∞ ∞ ∞ ● 0 0 0 0 0 0 0 5 0 ¨ 一 _ ．善 喜 72 高 师 理 科 学 刊 第 31卷 说明AA—DA—uA在裸电极上的电信号是无法区分的．而在修饰电极上，AA—DA—uA 3个电信号明显得到 区分，其氧化峰电位分别为0．36( 从，)，0．61( )，0．72 V( -． )， ，与 ，相差0．26 v， E1 c n 与 川⋯相差 0．1 1 V．利用此修饰电极可以实现三组分的同时测定．比较三组分单独或混合存在于 底液中的氧化峰电位，发现 AA和 UA的氧化峰电位基本不变，而 DA的峰电位稍有移动． 2．3．2 溶液酸度的影响 实验发现，溶液的酸度直接影 响PAn修饰电极对DA，AA，uA三组分的区分效果．分 o· 别实验了 0．2，O．5 mol／L硫酸、不同 pH的磷酸盐缓冲 溶液为支持电解质时修饰电极对三组分的区分作用．实 验结果显示，以修饰电极为工作电极，当pHi<3．0时， o．4 DA发生准可逆电极反应，出现 1对氧化还原峰，而 AA， 参考文献： ⋯1彭娟，高作宁．抗坏血酸和尿酸在胶束体系中的电化学行为及选择性测定的应用[J]．分析化学，2006，34(6)：817-820 【2】JIN Gui—ying，ZHANG Yu—zhong，CHENG Wang-xing．Poly p-aminobenzene sulfonic acid glassy carbon electrode for simultaneous detectionofdopamine and aseorbic acid[J]．SensorsandActuatorsB：Chemical，2005，107(2)：528-534 f3]赫春香，赵常志，唐祯安，等．碳纳米管修饰电极对多巴胺和抗坏血酸的电催化氧化lJj．分析化学，2003，3 1(8)：958-960 [4】ZHANG Yu-zhong，JIN Gui-ying，WANG Yan-ling，et a1．Determina in the presenceof ascorbic acid using poly acridine red modified glassy carbon electrode fJ]．Sensors，2003(3)：443-450 【5】孙延一，吴康兵，胡胜水．多壁碳纳米管一Nation化学修饰电极在高浓度抗坏血酸和尿酸体系中选择性测定多巴胺[J】． 高等学校化学学报，2002，23(11)：2067—2069 【6]ZHAO Hong，ZHANG Yu—zhong，YUAN Zhuo-bin．Electrochemical determination of dopamine using a poly(2-picolinic acid) modified glassy carbon electrode【J】．Analyst，2001，126(3)：358-360 [7]ZHAO Hong，ZHANG Yu—zhong，YUAN Zhuo-bin．Determination of dopamine in the presence of ascorbic acid using p0ly hippurie acid)modified glassy cart)on electrode【JJ．Electro analysis，2002，14(14)：1031—1034 [8】张雷，林祥钦．单分子层y一氨基丁酸共价修饰玻碳电极同时测定多巴胺、尿酸和抗坏血酸[J]．高等学校化学学报，2003 (24)：591—594 【9】潘艳，张莉萍，张克营，等．聚苯乙烯磺酸钠，单壁碳纳米管复合膜修饰电极对体系中抗坏血酸、尿酸、多巴胺的电分离 研究 安徽师范大学学报，2007，5(30)：575—579 [1 0]李晓娟，赫春香．铁氰化镍／银复合修饰电极的制备及对氟康唑的电催化作用[J]．高师理科学刊，2009，29(1)：68—7l 【11】李永舫．导电聚合物【J]．化学进展，2002，14(3)：207—211