CN105259225B - 一种木犀草素快速选择性检测方法及其专用电化学传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种木犀草素快速选择性检测方法，正如说明书附图1所示，具体包括：1）将中药材或中成药制剂粉碎成粉末，用无水乙醇搅拌提取12 h，过滤定溶得到供试液；2）使用N‑GR–PEDOTM/GCE电化学传感器对供试液进行检测分析，确定木犀草素的含量。本发明提供工作电极为N‑GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极的电化学传感器可实现对木犀草素高效、灵敏、选择性检测，且成功应用于中药原料药及中成药制剂中木犀草素含量的痕量检测。

Description

一种木犀草素快速选择性检测方法及其专用电化学传感器
技术领域
本发明涉及一种化学检测方法及其设备，更具体的说涉及一种木犀草素快速选择性检测方法及其专用电化学传感器。
技术背景
传感器由于能实现连续、快速、现场、在线活体检测与分析，并且还具有便携性、可行性、特异性、简便性、灵敏性、高效性、低成本等优点，现已广泛应用于环境监测与控制、生物制药与临床医学、食品安全与生物发酵等相关及相关领域。电化学传感器可实现经济、实用、高效、特异、灵敏、精确、快速、简便的检测与分析。目前已经报道的关于木犀草素的电化学检测的研究主要有：Jin等(J.Tang and B.K.Jin,Anal.Methods 7(2015)894–900)利用多壁碳纳米管/离子液修饰电极，利用差分脉冲伏安法测定了木犀草素，线性范围是5.0×10-9～1.0×10-6mol/L，且成功应用于野菊花中木犀草素含量的测定；Granero等(A.Y.Tesio,A.M.Granero,N.R.Vettorazzi,N.F.Ferreyra,G.A.Rivas,H.Fernández,M.A.Zon,Microchem.J.115(2014)100–105)利用多壁碳纳米管/聚乙烯亚氨修饰电极成功测定了花生壳中木犀草素的含量。Temerk等人(H.Ibrahim,Y.Temerk,Sens.Actuators,B.206(2015)744–752)利用In2O3纳米粒子修饰电极成功研究了人体血液和血清和中药百里香中木犀草素含量测定。
木犀草素(3',4',5,7-四羟黄酮)，一种天然多羟基黄酮类化合物，为一些中草药野菊花、金银花、紫苏、百里香、白毛夏枯草等的有效成分，主要是以糖基和糖苷配基的形式出现。单体为黄色针状结晶，熔点328～330℃。微溶于水，具有弱酸性，可溶于碱性溶液。木犀草素具有多种药理活性，如抗炎、抗氧化、抗过敏、抗变应性、抗肿瘤、抗菌、抗病毒等。临床主要用于止咳、祛痰、消炎、抗癌、利尿利胆、治疗心血管疾病、支气管哮喘、“肌萎缩性脊髓侧索硬化症”、SARS、肝炎以及慢性咽炎、变应性鼻炎等引起的慢性咳嗽等。
目前木犀草素已经被制成栓剂、洗剂、注射液、片剂、胶囊等剂型，并在临床上得到了推广与应用。现已经建立多种木犀草素的测定方法，其中被广泛应用的方法主要是色谱法，如薄层色谱、气相色谱、液相色谱、液相色谱和质谱联用、气相色谱和质谱联用等，此外，还有酶联免疫法和电化学方法等，以上检测方法都具有各自的优点。目前国内对木犀草素制剂标准的质量控制也仅限于用色谱法，但该方法操作较为复杂而且成本较高，有待进一步改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种木犀草素快速选择性检测方法，正如说明书附图1所示，具体包括：1)将中药材或中成药制剂粉碎成粉末，用无水乙醇搅拌提取12h，过滤定溶得到供试液；2)使用N-GR–PEDOTM/GCE电化学传感器对供试液进行检测分析，确定木犀草素的含量。
基于N-GR(氮掺杂石墨烯)作为一种特殊的碳材料，是以氧化石墨和三聚氰胺为碳源和氮源大批量制备氮掺杂石墨烯。正是因为氮掺杂石墨烯特殊的结构和独特的电子性质，氮掺杂石墨烯被用作电极材料构建电化学传感器，电化学实验证实，氮掺杂石墨烯在检测三种生物小分子时显示了良好的催化性能，能加速生物分子在电极表面的电子转移速率。以EDOT(3,4-乙撑二氧噻吩)为起始原料，合成了EDOT-MeOH(2’-羟甲基-3,4-乙撑二氧噻吩)；与EDOT相比，该单体具有良好的水溶性和较低的起始氧化电位。因此本发明采用EDOT-MeOH和N-GR用电化学方法合成制得导电聚合物N-GR–PEDOTM。
所述纳米复合修饰电极N-GR–PEDOTM/GCE制备方法包括以下步骤：
1)分别将17.2mg EDOT-MeOH(2’-羟甲基-3,4-乙撑二氧噻吩)和10mg N-GR(氮掺杂石墨烯)加入到浓度为0.1mol L-1的10mL LiClO4溶液中，连续超声0.5h得到均匀分散的N-GR–EDOTM水分散液；其中，所述的N-GR–EDOTM复合材料的浓度为10mmol L-1EDOT-MeOH和1mg mL-1N-GR。
2)通过循环伏安法，将N-GR–EDOTM水分散液沉积到打磨干净的GCE表面，将得到的修饰电极用去离子水多次冲洗以除掉残留的单体，在空气中自然干燥后制得N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极；所述的循环伏安法的扫描电压范围为-0.8–1.0V；扫描圈数为10圈；扫描速率为100mV s-1。
3)将N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极置于4℃备用。
为实现上述木犀草素的快速选择性检测，本发明提供的N-GR–PEDOTM/GCE电化学传感器；所述传感器的三电极体系中，对电极为铂电极，参比电极是饱和甘汞电极，所述传感器的工作电极为：由电化学聚合N-GR和EDOT-MeOH制备的纳米复合修饰电极N-GR–PEDOTM/GCE。
本发明的有益技术效果是：本发明提供工作电极为N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极的电化学传感器可实现对木犀草素高效、灵敏、选择性检测，且成功应用于中药原料药及中成药制剂中木犀草素含量的痕量检测。此外，本发明所述的N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极易于制备、成本低廉、操作简便、快速高效、灵敏度高等优点，在药品食品检测分析领域具有良好的应用前景和潜在应用价值。
说明书附图
图1从原料药或成品药中检测木犀草素的流程示意图；
图2木犀草素对照品的差示脉冲溶出伏安曲线氧化峰电流对浓度的线性关系图；
图3木犀草素和不加被测物的CV曲线。
具体实施方式
实施例1N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极的制备
1.N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极的制备方法包括以下步骤：
1)N-GR–EDOTM复合材料的制备：分别将17.2mg EDOT-MeOH和10mg N-GR加入到10mL LiClO4(0.1mol L-1)溶液中，连续超声0.5h，得到均匀分散的N-GR–EDOTM水分散液；
2)N-GR–PEDOTM纳米复合修饰电极的制备：在三电极体系中，通过循环伏安法，其中，扫描电压范围为-0.8–1.0V；扫描圈数为10圈；扫描速率为100mV s-1，将N-GR–EDOTM水分散液沉积到打磨干净的玻碳电极表面，生成聚合物膜。然后，将得到的修饰电极用去离子水多次冲洗以除掉残留的单体，在空气中自然干燥后制得N-GR–PEDOTM纳米复合修饰电极。
2.木犀草素的电化学测定：不同浓度的木犀草素分别加入pH7.0的磷酸盐缓冲液中，采用差示脉冲伏安法，将制备的N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极用于木犀草素的电化学测定。DPSV法快速测定木犀草素氧化电流与浓度的关系；拟合出线性方程：
Ip，1(μA)＝9.45+13.56C(μm)，R＝0.989
Ip，2(μA)＝11.6+2.48C(μm)，R＝0.992
检出限为2.9×10-11mol；如说明书附图2所示制备的纳米复合修饰电极对木犀草素的检测具有良好的电催化活性、快速的电流响应、宽的线性范围、高的灵敏度、较低的检测限、良好的抗干扰性和选择性以及高的稳定性等特点。
3.电化学传感器检测木犀草素的性能评估：制备N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极对木犀草素具有很强的选择性，如图3所示，对柠檬酸、草酸、抗坏血酸、葡萄糖、赖氨酸、尿素、甘露醇等物质具有较强的抗干扰能力，在各种阴阳离子如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Ni2+、Zr2+、Al3+、Fe3+、SO4 2-、PO4 3-、NO3 2-、CO2 2等存在的环境下，电化学响应均无明显变化。
实施例2木犀草素快速选择性检测专用电化学传感器的应用
将市售的植物原料百里香和中药材金银花清洗干净，烘干，准确称取1.0g，取市售的独一味胶囊(国药准字Z10970053)2片，分别使用研钵研成粉末，置于锥形瓶中，加入30mL无水溶解，持续搅拌12h，过滤定容至50mL。利用添加法，使用N-GR–PEDOTM/GCE对含纳米复合修饰电极的电化学传感器对不同浓度木犀草素的分析样品进行检测分析：其回收率在99.2％到100.8％之间，相对标准偏差低于1.5％，显著优于现有的配置BMIN-PE6/GCE等工作电极的电化学传感器；表明构建的传感器用于不同中药样品中木犀草素含量的检测分析是可行的，具有准确、高效和低成本的特点。

Claims (4)

1.一种木犀草素快速选择性检测方法，其特征在于：制备中药材或中成药制剂供试液；使用配置N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极的电化学传感器对供试液进行检测分析，确定木犀草素的含量；其中，木犀草素氧化电流与浓度的关系的拟合出线性方程为：
Ip，1(μA)＝9.45+13.56C(μm)，R＝0.989
Ip，2(μA)＝11.6+2.48C(μm)，R＝0.992；
所述中药材或中成药制剂供试液的制备方法为：将中药材或中成药制剂粉碎成粉末，用无水乙醇搅拌提取12h，过滤定容得到供试液。
2.一种木犀草素快速选择性检测的专用电化学传感器；所述传感器的三电极体系中，对电极为铂电极，参比电极是饱和甘汞电极，其特征在于：所述传感器的工作电极为：由电化学聚合N-GR和EDOT-MeOH制备的纳米复合修饰电极N-GR–PEDOTM/GCE；
所述纳米复合修饰电极N-GR–PEDOTM/GCE制备方法包括以下步骤：
1)分别将EDOT-MeOH和N-GR加入到LiClO4溶液中，连续超声得到均匀分散的N-GR–EDOTM水分散液；
2)通过循环伏安法，将N-GR–EDOTM水分散液沉积到打磨干净的GCE表面，将得到的修饰电极用去离子水多次冲洗以除掉残留的单体，在空气中自然干燥后制得N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极；
3)将N-GR–PEDOTM/GCE纳米复合修饰电极置于4℃备用。
3.根据权利要求2所述的木犀草素快速选择性检测的专用电化学传感器；其特征在于：步骤1)具体为：分别将17.2mg EDOT-MeOH和10mg N-GR加入到浓度为0.1mol L-1的10mLLiClO4溶液中，连续超声0.5h得到均匀分散的N-GR–EDOTM水分散液；其中，所述的N-GR–EDOTM水分散液的浓度为10mmol L-1 EDOT-MeOH和1mg mL-1 N-GR。
4.根据权利要求2所述的木犀草素快速选择性检测的专用电化学传感器；其特征在于：步骤2)所述的循环伏安法的扫描电压范围为-0.8–1.0V；扫描圈数为10圈；扫描速率为100mV s-1。
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