壳聚糖修饰电极对尿酸的选择性测定.pdf

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1、第43卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第12期2015年l2月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1859～1863DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．150340高浓度抗坏血酸存在下氮掺杂石墨烯／壳聚糖修饰电极对尿酸的选择性测定李宁波何凤云李丽胡耀娟白程超段雨晴(南京晓庄学院，环境科学学院，南京211171)摘要采用一步水热合成法制备了氮掺杂石墨烯，采用滴涂法制备了氮掺杂石墨'N／壳聚糖修饰电极(N．GN．CS／GCE)，研究了在大量抗坏血酸存在下尿酸在此修饰电极上的伏安行为。结果表明，

2、尿酸在此修饰电极上有一个明显的氧化峰，其峰电流约为裸电极的7倍；同时，氮掺杂石墨烯／壳聚糖复合修饰材料显著提高了尿酸对抗坏血酸的选择性，尿酸和抗坏血酸的峰电位差可达362mV，可实现高浓度抗坏血酸存在下尿酸的选择性测定。优化了修饰材料的滴涂量、溶液pH值、扫描速度等实验参数，利用差分脉冲伏安法对尿酸进行测定，尿酸的脉冲峰电流与尿酸浓度分别在0．1～20Ixmol／L和20～400Ixmol／L浓度范围呈良好的线性关系，检出限为0．01~mol／L，相对标准偏差为3．3％(n=8)。将本方法用于实际尿样的测定，回收率为99．7％～103．4％关键词氮掺杂石墨烯

3、；抗坏血酸；尿酸1引言尿酸(UA)是嘌呤的主要代谢产物，在人体体液中的含量变化可反映出人体内新陈代谢和免疫等机能的状况。UA含量异常是痛风、肾功能衰竭和高尿酸血症莱．尼综合征的征兆。因此，尿酸的检测和分析对临床诊断、了解病情进展具有重要意义。目前，尿酸的检测方法有荧光法、高效液相色谱法_4J、酶方法和电化学方法等。与其它方法相比，电化学具有操作简便，成本低廉，灵敏度高，检出限低等优点。但是利用电化学方法测定uA的一个主要问题是体液中共存的抗坏血酸(AA)的干扰。因此，建立在大量抗坏血酸(AA)存在下准确测定UA的方法，更具有实际意义。石墨烯是一种由单层碳原子

4、紧密堆积成二维蜂窝状晶体结构的新型炭质材料，具有比表面积高、导电性能好、机械强度高、易于修饰／功能化及可大规模生产等优点，已成为当前的研究热点之一¨l1J。研究者发现纯石墨烯的活性位点不够，不具有选择性，在实际应用中不具备很好的匹配度等问题。对石墨烯进行掺杂是一种弥补石墨烯的缺陷有效的方法，其中氮掺杂的研究最多_1，氮原子能诱导更多的正电荷到相邻的碳原子上，有效提高阴离子交换性能和电催化活性，并且具有更优异的稳定性。本研究以尿素作为氮源和还原剂’，采用一步水热法合成氮掺杂石墨烯，合成的氮掺杂石墨烯能均匀分散在壳聚糖溶液中，且性能稳定。用氮掺杂石墨烯／壳聚糖复

5、合材料制备修饰电极，研究了尿酸在此电极上的电化学行为，优化了测定条件，探讨了尿酸在此电极上的氧化机理，采用电化学方法测定尿酸，并实现了大量抗坏血酸存在下尿酸的选择性检测。2实验部分2．1仪器与试剂CHI660C电化学工作站(上海辰华仪器公司)；S-4800场发射扫描电子显微镜(日本Hitachi公司)；KQ2200型超声波清洗器(功率100W，昆山市超声仪器公司)；pH．3C型精密pH计(上海雷磁仪器厂)。2400ⅡseriesCHN元素分析仪(美国PE公司)。ZD—F12型冷冻干燥箱(南京载智自动化设备公司)。尿素(分析纯，上海久亿化学试剂有限公司)；石墨

6、粉(光谱纯)、抗坏血酸(分析纯，国药集团化学试2015-04-27收稿；2015-08—10接受本文系南京大学生命分析国家重点实验室开放研究基金(No．SKLACLS1308)、江苏省大学生创新训练项目(No．201411460025Y)、南京晓庄学院化学一级重点学科项目资助E—mail：hefengyun1976@163．com第12期李宁波等：高浓度抗坏血酸存在下氮掺杂石墨烯／壳聚糖修饰电极对尿酸的选择性测定1861在下，能与UA很好地分离，实现uA的准确测定。图2B显示了在10mmol／LAA存在下，0．2mmol／LuA在不同电极上的电化学行为。从图

7、2B可见，UA和AA在GCE(曲线a)和GO／GCE(曲线b)上无法实现分离，仅出现一个宽峰；在GN．CS／GCE(曲线C)出现了两个峰，但峰型差，电流信号弱；在N—GN-CS／GCE上，UA和AA可以实现良好分离，两者峰电位差可达362mV，说明氮掺杂石墨烯在尿酸的电化学检测中比石墨烯更具有优势，将此修饰电极用于尿液中尿酸的测定，可不受尿液中大量AA的干扰。图2(A)尿酸(0．2mmol／L)在GCE(a)，GO／GCE(b)，GN—CS／GCE(C)和N—GN—CS／GCE(d)上的循环伏安图(A)；(B)大量抗坏血酸(10mmol／L)存在下尿酸(0．

8、2mmol／L)在GCE(a)，GO／GCE(b)，