王　琦1,　鄭行望1,　章竹君1,　王曉蘭2(1陜西師范大學化學與材料科學學院,陜西西安710062;2陜西教育學院生化系,陜西西安710061)

　　魯米諾電化學發(fā)光體系除具有電化學發(fā)光方法普遍所具有的靈敏度高、重現(xiàn)性好、發(fā)光反應可控制性強,而且在提高選擇性方面也有有利的因素等優(yōu)點外,還具有發(fā)光量子產(chǎn)率高、氧化電位低、試劑穩(wěn)定、對溶液中的氧氣等雜質(zhì)的“容忍”程度強等自身特有的優(yōu)點,因而受到人們的廣泛關注.目前,魯米諾電化學發(fā)光體系已被成功的用于許多無機物和有機物的分析,并取得了良好的分析特性。但是,國內(nèi)外對魯米諾電化學發(fā)光體系的研究和應用大多都集中于在各種不同的電極材料上電氧化魯米諾進行發(fā)光分析的研究,對基于電還原魯米諾電化學發(fā)光分析法,僅有Ｓ.Ｋｕｌｍａｌａ在1996年曾經(jīng)報道過將魯米諾作為發(fā)光標記物,在氧化鋁電極上電還原魯米諾進行免疫分析測定魯米諾的研究.還未見基于以魯米諾作為發(fā)光物在各種材料的電極上電還原魯米諾進行電化學發(fā)光分析的研究.我們發(fā)現(xiàn),當傳統(tǒng)的碳糊電極中含有少量的ＣＴＭＡＢ時,魯米諾在該修飾電極上的弱電化學還原電化學發(fā)光信號被Ｈ2Ｏ2所增敏.據(jù)此建立了一種新的測定過氧化氫的電化學發(fā)光分析方法.我們的研究結(jié)果進一步表明該方法與基于電氧化魯米諾電化學發(fā)光法相比,因多數(shù)物質(zhì)不能和魯米諾在還原條件下所發(fā)光,所以該體系在測定條件下所受到的干擾較少,顯示出較好的選擇性.
2　試驗部分
2.1 試劑
　　魯米諾(Ｌｕｍｉｎｏｌ)貯備液:1×10-2ｍｏｌ/Ｌ,稱取魯米諾1.100%0ｇ(自制)用1ｍｏｌ/ＬＮａＯＨ溶液溶解后,配制成1Ｌ溶液,貯于棕色瓶中避光保存.配制1×10-2ｍｏｌ/Ｌ過氧化氫儲備液,用時稀釋至所需濃度.所用介質(zhì)為飽和硼砂,所用其他試劑均為分析純,水為二次蒸餾水.
2.2 儀器
　�。模剩�292恒電位儀(上海雷磁儀器廠)和一臺超低頻信號發(fā)生器用于調(diào)節(jié)、控制各種電解信號.微機控制式ＩＦＦＬ型超微弱化學發(fā)光分析儀(Ｒ456光電倍增管)用于檢測和記錄電化學發(fā)光信號.電解池是由一容量為10ｃｍ3的稱量瓶加工而成.其中三電極系統(tǒng)的工作電極為修飾碳糊電極(面積為1.8ｃｍ2),輔助電極為鉑絲電極(面積為2.0ｃｍ2),參比電極為Ａｇ/ＡｇＣｌ標準參比電極.
2.3 碳糊電極的制作方法
　　將5.00ｍＬ1×10-3ｍｏｌ/Ｌ魯米諾溶液加入到5.0ｇ碳粉中,然后加入大約40ｍＬ丙酮,攪拌幾小時使丙酮揮發(fā).待丙酮快揮發(fā)完時,將此糊狀溶液在60℃下烘干以除去丙酮.在此含有魯米諾的干碳粉中加入2.5ｍＬ液體石蠟(碳粉∶石蠟約為3∶1),在研缽中充分研磨1ｈ,放置一段時間后,再充分研磨1ｈ,從而獲得組成均勻的碳糊.將此碳糊緊密填入一長5ｃｍ,直徑為3ｍｍ,中間插一鐵釘?shù)乃芰蠄A管的一端(鐵釘直徑和塑料管的直徑相匹配),填裝長度為3ｍｍ,鐵釘上連有銅絲導電,將電極表面在光滑的紙上刨光備用.為了改變魯米諾的發(fā)光微環(huán)境,在液體石蠟中事先加入0.5%的ＣＴＭＡＢ.

　　

2.4 分析方法
　　將魯米諾和ＣＴＭＡＢ修飾的碳糊電極置于飽和硼砂空白溶液和含有過氧化氫的樣品溶液的電解池中,施加階躍電位0～-0.9Ｖ于工作電極,記錄體系的空白電化學發(fā)光強度值和樣品的增強電化學發(fā)光強度值,并以相對電化學發(fā)光強度的峰值高度進行樣品的定量分析.
3　結(jié)果與討論
3.1 介質(zhì)的的選擇
　　介質(zhì)不僅影響過氧化氫電化學發(fā)光反應,而且影響電化學發(fā)光分析的重現(xiàn)性.我們分別考察了硼砂緩沖液(飽和)、Ｎａ2ＣＯ3(0.1ｍｏｌ/Ｌ)、ＮａＨＣＯ3(0.1ｍｏｌ/Ｌ)、ＮａＯＨ(0.1ｍｏｌ/Ｌ)等介質(zhì)對以上兩方面分析特性的影響,信噪比分別為8 6,0 82,1 14和4 38.可見以硼砂為介質(zhì)時,過氧化氫的增敏電化學發(fā)光信號與魯米諾的空白電化學發(fā)光信號的信噪比最大,且重現(xiàn)性較好.因此,采用飽和硼砂緩沖溶液為介質(zhì)
3.2　電化學參數(shù)的選擇
3.2.1　電解方式的選擇
　　　電化學發(fā)光的分析特性與激發(fā)信號的施加方式關系密切,其主要原因是電生發(fā)光物的產(chǎn)生速度、在擴散層中的動態(tài)分布和電化學反應與化學發(fā)光反應的匹配程度等步驟受電化學激發(fā)信號的方式的調(diào)控.我們研究了電位線性掃描、脈沖電解、單階躍和循環(huán)伏安電解方式對電化學發(fā)光信號的影響,得到的信噪比分別為1.42,1.61,2.25,1.48.結(jié)果表明,單階躍掃描方式呈現(xiàn)出更好的電化學發(fā)光分析特性(見表1),所以選擇掃描方式為單階躍進行過氧化氫的電化學發(fā)光分析研究.

　　

3.2.2 終止電位的選擇
　　　在不同的終止電位下測定過氧化氫增敏的電化學發(fā)光信號與魯米諾的空白電化學發(fā)光信號的信噪比.結(jié)果表明,當終止電位為-0.3Ｖ和-0.5Ｖ時,反應體系的信噪比較小;當終止電位變?yōu)?0.9Ｖ時,增敏的電化學發(fā)光信號的信噪比最大;電位變?yōu)?1.1Ｖ和-1.3Ｖ時,增敏的電化學發(fā)光信號的信噪比又開始下降,所以選擇終止電位為-0.9Ｖ.
3.3 魯米諾濃度的選擇
　　魯米諾濃度是影響過氧化氫增敏電化學發(fā)光信號的重要條件,它決定著過氧化氫增敏電化學發(fā)光信號與魯米諾的背景電化學發(fā)光的信號強度的信噪比.研究結(jié)果顯示,將1.0×10-4ｍｏｌ/Ｌ的魯米諾固定在碳糊中,過氧化氫的電化學發(fā)光增敏作用最強.
3.4 ＣＴＭＡＢ含量的選擇
　　固定于碳糊中的魯米諾的弱電化學發(fā)光信號受過氧化氫的增敏,且其增敏作用與表面活性劑(ＣＴＭＡＢ)的量有關.表面活性劑修飾電極所提供的發(fā)光反應微環(huán)境更有利于過氧化氫增敏魯米諾的電化學發(fā)光反應過程.我們分別考察了0.10%(石蠟∶ＣＴＭＡＢ,質(zhì)量比)、0.30%、0.50%和0.70%的ＣＴＭＡＢ測定過氧化氫增敏的電化學發(fā)光信號與魯米諾的空白電化學發(fā)光信號的信噪比.結(jié)果表明,當ＣＴＭＡＢ的含量為0.50%時,過氧化氫增敏的電化學發(fā)光信號與魯米諾的空白電化學發(fā)光信號的信噪比最大,且實驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性較好,所以選擇0.50%ＣＴＭＡＢ.
3.5 分析特性
　　在最佳實驗條件下,獲得增敏電化學發(fā)光信號強度(ΔＩＥＣＬ)與過氧化氫的濃度ｃ的校準曲線,校準曲線上的9個點均為8次測定的平均值,相對標準偏差不大于3.2%.實驗結(jié)果表明,過氧化氫的濃度在1.0×10-5～6.0×10-4ｍｏｌ/Ｌ范圍內(nèi)與ΔＩＥＣＬ呈線性關系,檢出限為7.3×10-6ｍｏｌ/Ｌ.回歸方程為ΔＩＥＣＬ=23.55ｃ+1.05(ｃ:10-4ｍｏｌ/Ｌ),相關系數(shù)為0.9919.
3.6 干擾實驗
　　考察了10多種共存離子的影響,對于5.0×10-5ｍｏｌ/Ｌ的過氧化氫,測定誤差≤5%,下列共存離子(ｇ/ｍＬ)不干擾測定:Ｋ+,Ｎａ+,Ｃａ2+,Ｍｇ2+,ＮＯ-3,ＣｌＯ-3,草酸(1000);Ｃｕ2+,Ｍｎ2+,(500);檸檬酸,ＥＤＴＡ(100);Ｃｏ2+(0.5);Ｆｅ3+,苯甲酸,抗壞血酸等量時仍干擾.方法有較好的選擇性,對于復雜樣品的測定需采用適當?shù)姆蛛x手段.
3.7 分析應用
　　為了考察該方法的可靠性,我們對醫(yī)用過氧化氫消毒液中過氧化氫的含量進行了測定,結(jié)果見表2.實驗結(jié)果驗證了方法的準確性.