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测量酪氨酸含量的电化学方法探析

来源:学术堂 作者:韩老师
发布于:2015-11-09 共3773字

  氨基酸在生命体中具有不可或缺的作用,因此研发简单快速的氨基酸测定方法具有极为重要的现实意义。目前,氨基酸分析一般是通过毛细管电泳或液相色谱连接光学仪器进行检测,但由于多数氨基酸没有紫外吸收和荧光,所以检测前需要对氨基酸进行衍生化[1].这就导致检测步骤较为繁琐,并使得测定结果准确度欠佳。然而,多数氨基酸具有电化学活性,所以无需衍生化反应[2],就能够进行电化学直接分析,这也成为电化学方法测定氨基酸的优势所在。金、铂等贵金属电极检测氨基酸已见文献报道[3,4],但由于贵金属电极易于钝化变质而导致测定结果不够理想。实际工作中,被分析物及其氧化还原产物在电极上会发生不可逆的吸附行为,从而给样品分析带来一些困难。因此,用简单的修饰电极测定氨基酸仍然是一个具有挑战性的课题。

  酪氨酸是人体内合成蛋白质所必需的氨基酸之一,对于人体的生长发育起着极为重要的作用。如果人体内酪氨酸含量失衡,就会引起一系列疾病。因此,研究一种准确、快速而又灵敏地测定酪氨酸含量的方法在临床医学上有着重要的意义。

  酪氨酸在裸电极上的电化学行为存在氧化过电位高、电子转移缓慢、干扰大等缺点,所以,适当的电极修饰成为测定的关键。已有用玻碳( GC) 修饰电极测定酪氨酸的含量的文献报道[5 ~7].

  本文基于加入酪氨酸后银纳米粒子 ( AgNPs) 的电催化活性明显降低,构建了 Ag NPs 修饰的银电极,进而建立了一种线性范围宽、灵敏高的直接测定酪氨酸含量的电化学方法,实现了氨基酸注射液中酪氨酸含量的快速准确测定。

  1 实验部分

  1. 1 试剂和仪器

  AgNO3( AR,上海试剂一厂) ,NaBH4( AR) 和酪氨酸( BR) 购自国药集团化学试剂有限公司,氨基酸注射液( 18AA) ,其他试剂均为市售分析纯试剂,所用水均为二次蒸馏水。

  电化学测量用上海辰华仪器公司生产的三电极体系构成的 CHI660C 电化学工作站进行,其中,裸银电极、Ag NPs 修饰的银电极为工作电极,Pt 丝为对电极,饱和甘汞电极( SCE) 为参比电极。

  紫外光谱扫描通过双光束紫外可见分光光度计( TU-1901,北京普析通用仪器有限责任公司) 进行。实验过程中采用酸度计( pHS-3F,上海雷磁)控制溶液酸度。

  1. 2 Ag NPs 的合成

  据文献[8]的方法合成。在强磁力搅拌下,将 10mL 1. 0 × 10- 3mol / L 的 AgNO3溶液加入置于冰水浴中冷却的 NaBH4( 30mL 1. 5 × 10- 3mol /L) 溶液中。加完继续搅拌 30min,得到透明黄色的银纳米溶胶。该纳米胶体在 4℃下可以稳定存放约 3 个月。

  1. 3 胶体 Ag NPs 修饰的 Ag 电极

  将 Ag 电极用金相砂纸抛光,再用直径为0. 3μm 和 0. 05μm 的氧化铝粉抛光成镜面,然后,依次用 0. 1mol/L 的 NaOH 溶液、丙酮和二次水超声清洗,再将其置于 pH = 5. 5 的 HAc-NaAc 缓冲溶液中进行循环伏安( CV) 扫描,电位范围为- 300 ~ 100mV,扫描速度为 100mV / s,直至基线平稳。然后,将胶体 Ag NPs 蘸涂到该预处理好的Ag 电极上,在室温下晾干即得到 Ag NPs 修饰的Ag 电极( 记作 NanoAg) .

  1. 4 电化学测量

  用 pH =5. 5 的 HAc-NaAc 缓冲溶液作支持电解质,将酪氨酸溶液加入该缓冲溶液中,进行 CV扫描研究其电化学行为。然后用差分脉冲伏安法( DPV) 测 定 酪 氨 酸 标 准 溶 液,电 位 范 围 为- 100 ~ 300mV,阶 跃 电 位 为 4mV,脉 冲 幅 度 为50mV,脉冲宽度为 0. 05s,脉冲期为 0. 2s.记录一系列酪氨酸标准溶液的峰电流,并绘制工作曲线。

  1. 5 样品测定

  将 0. 50mL 氨基酸注射液加入 50mL 容量瓶中,用 pH =5. 5 的 HAc-NaAc 缓冲溶液定容。以NanoAg 为工作电极,DPV 法测定稀释氨基酸注射液中酪氨酸的含量,DPV 参数设置同 1. 4.采用标准加入法测定该方法的回收率,分别取 1. 00mL和 1. 50mL 注射液稀释 100 倍进行测定,计算回收率。

  2 结果与讨论

  2. 1 胶体 Ag NPs 的紫外-可见吸收光谱

  将 Ag 纳米溶胶用二次水稀释 25 倍,测其紫外-可见光谱。由图1 可见,胶体银在400nm 处有吸收峰,这与文献[9]报道的结果基本一致,且该峰峰形较窄,说明粒子均匀分布无聚集。【1】

  
  2. 2 酪氨酸在银电极上的电化学行为

  图 2 中曲线 1 和 3 为 Ag NPs 修饰银电极NanoAg 和 Ag 电 极 在 0. 2mol / L pH 为 5. 5 的HAc-NaAc 溶液中的 CV 图。Ag 电极没有明显的峰出现,而 NanoAg 在 230/65mV 处有一对明显的氧化还原峰。这表明 NanoAg 与普通银电极具有不同的电化学行为。图中曲线 2 和 4 为加入酪氨酸后 HAc-NaAc 溶液在 NanoAg 和 Ag 电极的 CV图,从这两条曲线可以看出,酪氨酸的加入不能引起 Ag 电极电流的增加,而导致了 NanoAg 电流的减小,NanoAg 上电流的减小说明酪氨酸抑制了纳米银的还原。

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