孔粉英，呂 遙，李金燕，陸 燕，王 偉

(1.鹽城工學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051；2.上海紅雙喜有限公司,上海 200070)

基于單壁碳納米管修飾電極測定貝諾酯片劑中貝諾酯的含量

孔粉英1，呂 遙2，李金燕1，陸 燕1，王 偉1

(1.鹽城工學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 鹽城 224051；2.上海紅雙喜有限公司,上海 200070)

運用循環(huán)伏安法研究了貝諾酯在單壁碳納米管修飾電極上的電化學(xué)行為。在B-R緩沖溶液(pH 5.0)中，貝諾酯于1.10 V ( vs . SCE)電位處有一個峰形很好的氧化峰。與裸玻碳電極相比，貝諾酯在修飾電極上的電位正移了約30 mV，峰電流增加了近5倍。在最佳的實驗條件下，貝諾酯的氧化峰電流與其濃度(2.8×10-6～1.4×10-4mol/L)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，檢出限為4.8×10-7mol/L。該方法用于實際樣品貝諾酯片劑的檢測中，結(jié)果令人滿意。

單壁碳納米管；貝諾酯；化學(xué)修飾電極；電化學(xué)測定

貝諾酯(benorilate)[2-乙酰氧基苯甲酸對乙酰氮基苯酯]又名撲炎痛、苯樂萊、解熱安，是非甾體類解熱鎮(zhèn)痛藥，環(huán)氧酶抑制劑[1]，結(jié)構(gòu)式如圖1所示。它把撲熱息痛和阿斯匹林二者結(jié)合為一體,既具有阿司匹林的解熱鎮(zhèn)痛抗炎作用，又保持了撲熱息痛的解熱作用，并且還克服了它們副作用較大的缺點[2]，在臨床上應(yīng)用很廣。

圖1 貝諾酯的結(jié)構(gòu)式Fig.1 Structural formula of benorilate

有關(guān)貝諾酯的測定方法，文獻報道的很少。迄今為止，主要有分光光度法[3-4]和高效液相色譜法[5-7]。王成胤等[8-9]基于貝諾酯的電化學(xué)活性分別在碳糊電極和納米銀修飾的碳糊電極上測定了藥物中貝諾酯的含量，但是由于電活性物質(zhì)在碳糊電極上容易脫落，故穩(wěn)定性和重現(xiàn)性不好。本文嘗試了用單壁碳納米管修飾電極來研究貝諾酯的電化學(xué)行為。碳納米管修飾電極將碳納米管的優(yōu)良性能與化學(xué)修飾電極的優(yōu)點結(jié)合起來,能顯著降低反應(yīng)物的過電位和檢測限，增大反應(yīng)物的響應(yīng)電流，是一種理想的電極修飾材料[10]。實驗中，我們發(fā)現(xiàn)單壁碳納米管修飾電極對貝諾酯的氧化具有明顯的電催化作用，大大地提高了貝諾酯的氧化峰電流。接著我們優(yōu)化了影響貝諾酯氧化峰電流測定的各種因素，建立了一種簡單、快速、靈敏測定貝諾酯片劑中貝諾酯的新方法。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

LK98BII電化學(xué)工作站(天津蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司)；三電極體系：單壁碳納米管修飾或者裸玻碳電極作為工作電極，鉑絲作為對電極，飽和甘汞電極(SCE)作為參比電極；KS-300D型超聲波清洗器(寧波科生儀器廠)；pHS-3C型數(shù)字酸度計(杭州東星儀器設(shè)備廠)。貝諾酯(上海順勃生物工程技術(shù)公司)溶于無水乙醇配制成1.0×10-3mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使用時用水逐級稀釋至所需濃度；N，N-二甲基甲酰胺(DMF)；0.04 mol/L B-R(磷酸、硼酸和醋酸混合液)緩沖溶液；單壁碳納米管(中國科學(xué)院成都有機化學(xué)所)；其它試劑均為分析純，所有試劑均未經(jīng)純化；實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 修飾電極的制備

首先將玻碳電極依次用粒徑為0.3 μm和0.05 μm的Al2O3在拋光絨布上打磨，接著分別放入到無水乙醇和二次蒸餾水中超聲清洗5 min，自然晾干備用；然后在10 mL的DMF溶液中加入5 mg羧基化后的單壁碳納米管，超聲振蕩40 min，使單壁碳納米管均勻分散在DMF溶液中；最后用微量進樣器移取15 μL該分散液于拋光的玻碳電極表面，置于紅外燈下，待溶劑完全揮發(fā)后即可制得單壁碳納米管修飾電極。

1.3 電化學(xué)測試

準(zhǔn)確移取10 mL B-R緩沖溶液到電解池中，然后將單壁碳納米管修飾玻碳電極放入到該緩沖溶液中，進行多次的循環(huán)伏安掃描，直到得到穩(wěn)定的循環(huán)伏安曲線；然后在此緩沖溶液中加入一定體積的貝諾酯標(biāo)準(zhǔn)溶液，記錄其伏安曲線，測量1.10 V處的氧化峰電流。每次測定完成后，把修飾電極放在空白緩沖溶液中進行多次的循環(huán)伏安掃描，用以除去吸附在修飾電極表面的貝諾酯。

2 結(jié)果與討論

2.1 貝諾酯的電化學(xué)研究

首先，我們采用循環(huán)伏安法考察了貝諾酯(1.0×10-5mol/L)在不同電極上的電化學(xué)行為，如圖2所示。貝諾酯在裸玻碳電極上(曲線a)出現(xiàn)一個靈敏度不高的氧化峰，峰電位為1.08 V；經(jīng)過單壁碳納米管修飾后，出現(xiàn)了顯著的氧化峰(曲線c)，峰電位位于1.10 V。相比裸玻碳電極峰電位正移了近30 mV，而且峰電流顯著增加，說明單壁碳納米管加速了貝諾酯和電極間的電子傳遞速率，對貝諾酯有較強的電催化作用；在陰極化掃描過程中，沒有相應(yīng)的還原峰出現(xiàn)，說明貝諾酯在單壁碳納米管修飾電極上的電極反應(yīng)是一個完全不可逆過程。曲線2b為單壁碳納米管修飾電極在空白的B-R緩沖溶液中的循環(huán)伏安圖。由圖2b可以看出，該修飾電極在空白的B-R緩沖溶液中沒有任何的電化學(xué)響應(yīng)。同裸電極相比，背景電流較大。背景電流大是由于單壁碳納米管修飾到電極后增大了電極表面積。另外貝諾酯的氧化峰電流隨掃描次數(shù)的增加從第2圈起明顯降低，最后趨于穩(wěn)定,這說明反應(yīng)物或產(chǎn)物在修飾電極表面發(fā)生了吸附。本文以貝諾酯第1圈的氧化峰電流為測定信號。

圖2 貝諾酯在不同修飾電極上的循環(huán)伏安圖Fig.2 Cyclic voltammograms of benorilate at different modified electrodes

2.2 最佳條件的選擇

2.2.1 支持電解質(zhì)的選擇

本實驗比較了貝諾酯在KCl、H2SO4、HAc、H3PO4、NaOH以及各種不同pH值的緩沖溶液中的電化學(xué)響應(yīng)，如pH 3.5～5.6的0.1 mol/LNaAc-HAc緩沖溶液、pH 5.0～8.0的0.1 mol/L Na2HPO4-NaH2PO4緩沖溶液、pH 8.0～11.0的0.1 mol/L NH3-NH4C1緩沖溶液、pH 1.0～5.0的0.1 mol/L酒石酸-NaOH緩沖溶液以及pH 2.0～12.0的0.04 mol/L B-R緩沖溶液。結(jié)果表明貝諾酯在0.04 mol/L B-R緩沖溶液中氧化峰峰電流較高、峰型較好，而且背景電流較低，所以在接下來的實驗中選取的支持電解質(zhì)為0.04 mol/L B-R緩沖溶液。

2.2.2 pH值的影響

在pH 3.0～9.0的B-R緩沖溶液中，用循環(huán)伏安法研究了pH值對貝諾酯氧化峰電流影響,如圖3所示。由圖3可知，貝諾酯的氧化峰電流先隨pH值的增大而顯著增加，在pH值為5.0時達到最大值；隨后隨pH的增大而緩慢降低，且峰形變差。故選擇pH 5.0的B-R緩沖溶液作為分析體系。

至于氧化峰電位Ep，則隨pH值的增大而逐漸負(fù)移。在pH 為3.0～9.0時，Ep與pH呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(如圖4所示)，線性方程為Ep(V)=1.240-0.030 1 pH (r=-0.989 7)，表明氫離子參加了貝諾酯的電極反應(yīng)。

圖3 B-R緩沖溶液的pH對貝諾酯氧化峰電流的影響Fig.3 Effect of B-R buffer solution pH on the oxidation peak current of benorilate

圖4 B-R緩沖溶液的pH對貝諾酯氧化峰電位的影響Fig.4 Effect of B-R buffer solution pH on the oxidation peak potential of benorilate

2.2.3 碳納米管用量的影響

貝諾酯氧化峰電流與單壁碳納米管分散液用量(即膜厚)的關(guān)系，如圖5所示。當(dāng)用量小于15 μL時，隨著單壁碳納米管分散液用量的增加，貝諾酯的氧化峰電流逐漸增大;當(dāng)單壁碳納米管分散液的用量由15 μL增加到18 μL時，貝諾酯的氧化峰電流變化不大;當(dāng)單壁碳納米管分散液的用量超過18 μL，貝諾酯的氧化峰電流逐漸降低。上述現(xiàn)象的機理是：分散液用量較少時，單壁碳納米管吸附的貝諾酯的量較少，峰電流較低；當(dāng)分散液用量較多(超過18 μL)時,盡管膜變厚了，但是電極的有效面積很難進一步增加，相反，由于部分碳納米管易于從電極表面脫落而使膜變得不穩(wěn)定，故峰電流反而降低。因此實驗中單壁碳納米管分散液的用量為15 μL。

圖5 單壁碳納米管分散液的用量對貝諾酯氧化峰電流的影響Fig.5 Effect of the amount of SWNT suspension on the oxidation peak current of benorilate

2.2.4 掃描速度的影響

在單壁碳納米管修飾電極上，用循環(huán)伏安法研究了掃描速度與貝諾酯氧化峰電流的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)貝諾酯的氧化峰電流隨掃描速度的增加而增大，在25～250 mV/s的范圍內(nèi)，貝諾酯的氧化峰電流(ip)與掃描速度(υ)之間呈良好的線性關(guān)系(圖6)，線性方程為：ip(μA)=-16.62-144.2υ(V/s)(r=-0.984 6)，表明該電極過程是受吸附控制的。另外，隨掃描速度的增大，充電電流也逐漸增大，為了獲得較好的信噪比，實驗中選擇的掃描速度為100 mV / s。

2.3 校準(zhǔn)曲線

圖6 掃描速度對貝諾酯氧化峰電流的影響Fig.6 Effect of scanning rate on the oxidation peak current of benorilate in B-R buffer

圖7 貝諾酯的氧化峰電流與其濃度的關(guān)系Fig.7 The relationship of oxidation peak current of benorilate and its concentration

在以上優(yōu)化的實驗條件下，考察了貝諾酯的氧化峰電流與其濃度之間的關(guān)系,如圖7所示。由圖7可以看出，在貝諾酯濃度為2.8×10-6～1.4×10-4mol/L時，貝諾酯的氧化峰電流與其濃度呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,線性回歸方程為

ip(μA)=-34.78-0.340 5c(μmol/L)

(R2=0.975 4)，檢出限為4.8×10-7mol/L。

2.4 干擾實驗

在上述體系中，對1.0×10-5mol/L的貝諾酯進行了干擾實驗。研究表明100倍的Zn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Al3+、Pb2+、抗壞血酸、葡萄糖幾乎不干擾貝諾酯的測定(相對誤差﹤5%)，說明單壁碳納米管修飾電極對貝諾酯的測定有很好的選擇性。

2.5 穩(wěn)定性與重現(xiàn)性

將同一支玻碳電極按照同樣的修飾方式修飾5次，接著浸入到同樣濃度的貝諾酯溶液中，得出貝諾酯的氧化峰電流偏差為3.1%;同一支單壁碳納米管修飾電極在5份相同濃度的貝諾酯溶液中測定，5次測定的峰電流偏差很小;同一支玻碳電極每天重復(fù)測定3次，15 d后，貝諾酯的氧化峰電流下降了6.8%。

2.6 樣品分析

將10片貝諾酯片劑(湖南漢森制藥有限公司，標(biāo)示量0.5 g/片)研細(xì)，混勻后準(zhǔn)確稱取適量(相當(dāng)于貝諾酯0.5 g)，用無水乙醇溶解定容至100 mL，靜置12 h后取上層清液進行測定。對樣品進行6次平行測定，平均值為0.49 g/片，與標(biāo)示值0.5 g/片(高效液相色譜測定)相近，相對平均偏差為4.0%。用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定回收率，結(jié)果見表1。由表1可知，平均回收率為101.4%。

表1 貝諾酯回收率的測定(n=6)

3 結(jié)論

以單壁碳納米管修飾電極為工作電極,系統(tǒng)地研究了貝諾酯在B-R緩沖溶液中的電化學(xué)行為?？疾炝擞绊懛咫娏鞯母鞣N因素，在最佳的實驗條件下，貝諾酯的氧化峰電流與其濃度(2.8×10-6～1.4×10-4mol/L)呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，檢出限為4.8×10-7mol/L。本文建立的在單壁碳納米管修飾電極上測定貝諾酯的方法有較高的選擇性、穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，可用于實驗樣品貝諾酯片劑的測定中。

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(責(zé)任編輯：孫新華)

啟 事

本刊已入編《中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)》、“中國期刊網(wǎng)”、“萬方數(shù)據(jù)——數(shù)字化期刊群”、《中國科技期刊數(shù)據(jù)庫》、《美國化學(xué)文摘》和《CEPS華藝中文電子期刊》，作者著作權(quán)使用費在本刊稿酬中一并給付(另有約定者除外)。對此不同意者，請在來稿時說明。

Determination of Benorilate in Benorilate Tablets by Single-wall Carbon Nanotube-modified Electrode

KONG Fenying1, Lü Yao2, LI Jinyan1, LU Yan1, WANG Wei1

(1.School of Chemistry and Chemical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Yancheng Jiangsu 224051, China;2.Shanghai Double Happiness Co., Ltd, Shanghai 200070, China)

The electrochemical behaviors of benorilate at single-wall carbon nanotabes (SWNTs)-modified glassy carbon electrode (GCE) have been investigated by cyclic voltammetry. At the SWNTs-modified GCE, benorilate yields a well-defined oxidation peak at 1.10 V (vs. SCE) in a Britton-Robinson (B-R) buffer solution (pH 5.0). Compared with the bare GCE, the peak potential shifted positively about 30 mV, and the peak current increased 5 times. Under the optimal conditions, the oxidation peak current of benorilate is linear with its concentration in the range of 2.8×10-6～1.4×10-4mol/L, and the detection limit is 4.8×10-7mol/L. The proposed method has been applied to the determination of benorilate in drug tablets, and the results are satisfied.

Single-wall carbon nanotube; Benorilate; Chemically modified electrode; Electrochemical determination

10.16018/j.cnki.cn32-1650/n.201504001

2015-09-12

孔粉英(1979-)，女，河北邢臺人，講師，博士，主要研究方向為新型功能納米材料的合成及其生物傳感。

R927.2

A

1671-5322(2015)04-0001-05