色氨酸的测定Word文件下载.docx
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目前测定色氨酸的方法主要有分光光度法[1]、荧光法[2]、高效液相色谱法[3]、毛细管电泳法[4]、原子吸收光谱法[5]和电化学法[6-9]等。
电化学分析法具有灵敏度高、选择性强、准确度好、分析速度快等特点,因而利用电化学方法测定色氨酸引起了人们极大的兴趣。
作为芳香类氨基酸的一种,色氨酸具有一定电化学活性,因此,采用电分析方法直接检测色氨酸是较理想的选择。
如邹永德等人[6]研究了多壁纳米碳管修饰玻碳电极伏安法测定色氨酸,研究了色氨酸在该电极上的电化学行为并优化了测定条件.与玻碳电极相比,该修饰电极明显降低了色氨酸的氧化峰电位,提高了氧化峰电流.在pH7.2的磷酸盐缓冲溶液中,测定色氨酸的线性范围为2.5~140μmol/L,检出限为0.12μmol/L.对10μmol/L色氨酸测定的相对标准偏差为3.4%(n=8).一些常见物质对测定无干扰,应用于人体尿样中色氨酸的含量测定。
姚军等人[7]利用聚对苯二酚修饰电极对多巴胺和L-色氨酸的电化学进行研究。
实验发现,在pH515的NaH2PO4-2Na2HPO4缓冲溶液中,可用PHQ/GCE测定溶液中的DA和L2Trp,两者氧化峰电流均与浓度在1×
10-3~5×
10-6mol/L范围内呈良好线性关系,相关系数分别为019983和019965,检出限分别为1×
10-6mol/L和5×
10-7mol/L,该方法简便快捷。
郑燕琼等人[8]制备了多壁碳纳米管修饰玻碳电极,研究了色氨酸(Trp)和酪氨酸(Tyr)在多壁碳纳米管修饰玻碳(MWNTs/GC)电极上的电化学行为.结果表明相对于玻碳电极,此修饰电极促进了色氨酸和酪氨酸的电催化.信号与背景电流比表明相对于酪氨酸此电极对色氨酸有更强的催化作用.在1.0mol/L硫酸中此修饰电极对色氨酸和酪氨酸的分离效果最好,故可以在酪氨酸存在下选择性测定色氨酸.混合液中色氨酸的氧化峰电流与浓度在7.50×
10-6~2.00×
10-4mol/L范围内呈良好线性关系,检出限为3.29×
10-6mol/L(信噪比为3).将此方法用于17AA复方氨基酸注射液中色氨酸的回收试验,回收率达到97%以上.王晓莹等人[9]研究了色氨酸和52羟基色氨酸在玻璃碳电极上的电化学行为,研究了不同pH、静置时间、扫描速度以及表面活性剂等的影响,探讨了色氨酸和52羟基色氨酸在玻璃碳电极上的氧化机理,建立了线扫伏安法同时测定色氨酸和52羟基色氨酸的方法。
实验发现,在含3133×
10-4molPL十二烷基磺酸钠的011molPL柠檬酸(pH=4150)介质中,52羟基色氨酸和色氨酸分别在+01675V和+11070V产生一灵敏的氧化峰。
对52羟基色氨酸,相应的氧化峰的峰高与浓度在2140×
10-5molPL~8100×
10-4molPL范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为019994;
对色氨酸,其氧化峰的峰高与浓度在2140×
10-5molPL~6140×
10-4molPL浓度范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为019929。
该方法测量2100×
10-4molPL色氨酸和52羟基色氨酸的相对标准偏差分别为312%和318%(n=10)。
1.3化学修饰碳糊电极简介
在电分析化学中,一般所用的电极如汞、贵金属和碳等,只有电子授受的单一作用,溶液中大多数离子在电极上电子转移的速度较慢,为使电极能预定地、有选择性的进行反应,并提供更快的电子转移速度,化学修饰电极(ChemiealModifiedEleetrode,CME)[10]应运而生。
化学修饰电极是在电极表面接着某一有选择性的基团来完成的,通过对电极表面接着的分子进行适当的剪载,就可按人的意图给电极预定的功能,以便在电极上有选择地进行所期望的反应,从而在分子水平上实现了对电极功能设计。
可以认为化学修饰电极是把富集、分离和测定三者相结合的较理想体系[11]。
1973年Lane和Hubbard[12]利用铂电极表面吸附具有不同基团的烯属类化合物,使电极表面获得不同的功能团,制成了第一只吸附性的修饰电极,成为化学修饰电极的萌芽。
1975年,Miller和Murray[13]分别报道了化学修饰电极的研制方法标志着化学修饰电极的正式问世,Murray等人首次命名了“化学修饰电极”。
随后,化学修饰电极的发展越来越快,并成为具有较完整体系的研究领域,同时成为当前电化学、电分析化学方面十分活跃的研究领域[14-17]。
碳糊电极(CarbonPatseElectrode,CPE),即利用导电性的石墨粉与憎水性的粘合剂混合制成糊状物,然后将其填充入电极管中而制成的一类电极。
CPE的性能取决于其所用的材料(碳粉和粘合剂)、制备方法、电极表面状态以及使用时间等。
由于CPE具有制作方便、无毒、应用范围广、使用寿命长、重现性好等特点,因而自从Adams于二十世纪五十年代制备出第一根碳糊电极起,碳糊电极倍受广大电分析化学工作者的青睐。
化学修饰碳糊电极(ChemiealModifiedCarbonPatseElectrode,CMCPE)是化学修饰电极的一种,它继承了CPE的全部优点,同时,由于特效性修饰剂的引入,使其灵敏度、选择性进一步提高,如易于制成各种功能的电极,优先富集待测组分,表现出电催化活性等。
1.4表面活性剂在电化学分析中的应用
表面活性剂的英文名称为Surfactant,是Surfaceactiveagent的缩合词;
指的是那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降并改变体系界面状态的物质。
表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成,烃链长度一般在8个碳原子以上。
极性基团可以是羧酸及其盐、磺酸及其盐、硫酸酯及其可溶性盐、磷酸酯基、氨基或胺基及它们的盐,也可以是羟基、酰胺基、醚键、羧酸酯基等。
表面活性剂达到一定浓度后能缔合形成胶团,从而具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及应用功能。
几十年来,表面活性剂引起了分析界的广泛关注,在光度分析[18-19]、色谱分析[20]、电化学分析[21]等领域中的应用越来越广泛。
1.5本文的创新之处
目前,测定色氨酸采用的电极多为化学修饰电极,电极制备过程较繁复,且检测的灵敏度不高,最低检出限仅为5.010-7mol/L[9]。
表面活性剂指的是那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降并改变体系界面状态的物质。
表面活性剂分子一般由非极性烃链和一个以上的极性基团组成,烃链长度一般在8个碳原子以上。
几十年来,表面活性剂引起了分析界的广泛关注,在光度分析、容量分析、色谱分析、电化学分析等领域中的应用越来越广泛。
在电化学分析中,表面活性剂独特的两亲结构使它很容易在电极/溶液界面发生吸附,形成一层定向排列的薄膜,从而影响物质的扩散传质过程和电化学过程。
本论文利用表面活性剂具有电化学增敏的特性,制备了一种阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵修饰乙炔黑糊电极(CTAB/CBPE)测定色氨酸,能够显著提高分析的灵敏度、选择性和重现性,具有较强的创新性。
2.实验部分
2.1主要仪器和试剂
JP—303型谱分析仪(成都仪器厂);
EC500电化学工作站(武汉高仕睿联科技有限公司);
SH2601精密酸度计(上海大普仪器有限公司);
78-1磁力加热搅拌器(山东甄城鲁电热仪器有限公司);
DW1792净化交流稳压电源(湖南邵阳无线电仪器厂);
三电极系统:
表面活性剂修饰碳糊电极(自制)为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为对电极。
色氨酸标准溶液(1×
10-4mol/L):
在电子天平上准确称取0.0204克色氨酸固体,溶解在烧杯中,待溶解完全后,移入100毫升的容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,用时再逐级稀释至所需浓度。
十六烷基三甲基溴化铵(CTAB):
在电子天平上准确称取0.3645克十六烷基三甲基溴化铵固体,用水溶解后,转移到100毫升的容量瓶中,稀释至刻度,摇匀;
SDS溶液(1×
10-2mol/L):
在电子天平上准确称取0.2884克十二烷基硫酸钠固体,用水溶解后,转移到100毫升的容量瓶中,稀释至刻度,摇匀;
曲拉通-100(1×
在电子天平上准确称取0.6469克曲拉通-100固体,用水溶解后,转移到100毫升的容量瓶中,稀释至刻度,摇匀;
2.0mol/L盐酸溶液:
用量筒量取16.7mL浓盐酸(12mol/L),加水稀释至100mL。
缓冲溶液:
2M醋酸-醋酸铵,2M醋酸-醋酸钠,2M氢氧化钠,2M盐酸,2M硝酸,2M磷酸盐生理缓冲液,2M(CH2)6N-HCl(PH=4.5)。
2mol/L的金属阳离子:
Zn2+、Co2+、Ca2+、Cd2+、Ni2+、Mn2+、Cu2+、Bi2+。
其它试剂均为分析纯,实验用水为二次蒸馏水。
2.2十六烷基三甲基溴化铵修饰炭黑糊电极的制备
将炭黑与固体石蜡按3:
1的质量比放入研钵,混合均匀后装入小瓶中,于90℃下加热几分钟,使固体石蜡熔融,取出后迅速装进直径1mm的玻璃毛细管中,插入铜丝压紧后,上端用蜡封固定,电极表面在光滑的纸上抛光。
将炭黑糊电极浸泡于0.01mol/L的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中一分钟,然后自然晾干即可。
2.3实验方法
将制备好的碳糊电极浸入含有一定量色氨酸标准溶液的的硝酸缓冲溶液(0.1mol/L)中,于0mV下搅拌富集90s,静置5s,以120mV/s的速率正向扫描至1200mV,记录二阶导数线性扫描溶出伏安图。
3.结果与讨论
3.1色氨酸在裸炭黑糊电极和十六烷基三甲基溴化铵修饰炭黑糊电极的电化学行为
图1所示为裸炭黑糊电极(CPE)在空白缓冲溶液(0.1mol/LHNO3)(a)和空白缓冲溶液+1.0×
10-4mol/L色氨酸(Trp)(b)中的二次导数线性扫描伏安图。
由图1可以看出,在空白溶液中无任何氧化还原峰出现。
当溶液中加入Trp后,在CPE上于992mV处出现一个弱氧化峰,峰电流小(0.498µ
A),峰形差。
图2所示为十六烷基三甲基溴化铵修饰炭黑糊电极(CTAB/CBPE)在相同条件下的二次导数线性扫描伏安图。
由图2可以看出,CTAB/CBPE在空白溶液中也无任何氧化还原峰出现,但CTAB/CBPE的背景电流比裸CPE显著增加,这是由于CTAB在CPE表面形成一层带正电荷的单分子吸附层,使电极充电电流变大。
当溶液中加入Trp后,在CTAB/CBPE上于992mV处产生一灵敏的氧化峰,峰电位位置基本未变,但峰电流显著增大(3.465µ
A),且峰形尖锐。
比较图1、图2可见,CTAB膜对Trp的氧化呈现良好的电催化活性和增敏作用,与未修饰电极相比,色氨酸的峰电流增加了约7倍,故CTAB/CBPE改变了Trp在电极表面的浓度,加速
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