孙章华，霍晓舟，陈美凤

(1 山东省菏泽生态环境监测中心，山东 菏泽 274000；2 菏泽学院化学化工学院，山东 菏泽 274015)

盐酸多柔比星(Doxorubicin hydrochloride，DOX)，其化学结构式如图(1)所示。它是蒽醌类抗生素，由于其具有良好的抗氧化作用，有很好的抗肿瘤作用[1-2]。DOX药物常被用于诱导多种恶性肿瘤的缓解，包括急性白血病，骨肉瘤，手-足综合征，尤其用于乳腺癌和肺癌[3-5]。但是过多剂量，会使不可逆性充血性心力衰竭的危险性大大增加[6-7]。因此，对DOX的高灵敏分析对药物控制有十分重要的意义。

目前，检测DOX的分析方法主要有电泳分析法[8-10]、液相色谱法[11-13]与荧光法[14-15。但是这些方法有的步骤繁琐，有的耗费大量有机溶剂或者检测成本高，需要专门的技术人才。由于DOX具有电化学活性，近几年来，电化学方法中的化学修饰电极应用到了的DOX的检测中[16-19]。化学修饰电极对电化学活性物质的检测方法具有快速、灵敏、简便、选择性好、预处理程序简单、样品分析所需时间短、成本低和便于在线检测的优点。电化学方法可以模拟DOX在体内通过电子转移来清除氧自由基的过程，即类似于在电极上发生了氧化还原反应，以此实现对其进行检测。

三聚氰胺具有良好的电催化特性和较大的比表面积，是一种良好的电极修饰材料，在电化学领域的应用前景非常广泛，已有文献报道将其用于玻碳电极的电化学修饰[20-21]，但通过电聚合的方法将其修饰在GCE的表面，制备成具有导电性能好的PMel/GCE电极，并应用于研究DOX的电化学行为，还未见报道。这种方法操作简便、灵敏度高、线性范围宽和选择性好等优点，可用于DOX注射剂的检测。

1 实 验

1.1 仪器与试剂

CHI660D电化学工作站，上海辰华仪器有限公司；三电极体系：饱和 Ag/AgCl电极(SCE)作为参比电极，铂丝电极作为对电极，GCE或PMel/GCE为工作电极；KQ-100型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；78HW-1数显恒温磁力搅拌器，金坛市江南仪器厂；SYZ-550二次水来自于石英亚沸高纯水蒸馏器,金坛市江南仪器厂。

DOX，阿拉丁试剂有限公司；注射用DOX药剂购买于当地医院；不同pH的磷酸盐缓冲溶液(PBS)由Na2HPO4(西陇化工股份有限公司)和柠檬酸(天津市科密欧化学试剂有限公司)配制。所用试剂均为分析纯，实验中的用水均为二次蒸馏水。

1.2 PMel/GCE的制备

将GCE在麂皮上用湿润的氧化铝粉末抛光，依次在硝酸、乙醇和水中超声清洗30 s/次，然后用二次蒸馏水冲洗干净，晾干。将电极置于含有0.1 mol·L-1KCl的5.0 mmol·L-1K3[Fe(CN)]6溶液中进行循环扫描，当峰电流达到基本稳定，电流差小于80 mV时，即完成了电极的清洗和活化，取出电极清洗吹干。然后将电极置于含2.0 mol·L-1的Mel溶液(pH=8.0)PBS中，用循环伏安法(CV)以20 mV·s-1的扫速在-1.2～2.0 V电位范围内循环扫描14段，取出电极清洗待用。

1.3 实验方法

测试中，加入一定量pH=4.0 PBS中 、DOX标准溶液，搅拌180 s，在-1.0～0.6 V电位范围内，以100 mV·s-1扫描速率进行循环扫描，然后记录峰电位和峰电流。在每次扫描结束后，首先将电极置于pH=4.0的PBS循环扫描至峰电流消失，然后用二次蒸馏水冲洗，滤纸吸干后，即可进行下一次测定。

2 结果与讨论

2.1 DOX的电化学行为和电极反应过程

图1为PMel/GCE测定空白溶液(a)、裸电极(b)和PMel/GCE(c)在相同实验条件下，测定DOX溶液的循环伏安曲线。实验结果表明：DOX在裸电极上的氧化峰、还原峰电流较小，ipa=-13.92 μA，Epa=- 0.37 V，ipc=16.44 μA，Epc=-0.53 V，而在三聚氰胺修饰电极上的氧化峰、还原峰电流增大较为明显，分别为：ipa=-46.51 μA，Epa=-0.29 V，ip=44.15 μA，Epc=-0.46 V。在优化条件下，DOX在PMel/GCE上氧化峰电流、还原峰电流分别是在裸电极上的3.34倍、2.69倍，由此可见，电极上修饰了Mel膜，一定程度上提高了测定DOX的灵敏度。说明Mel膜对DOX电化学氧化还原具有一定的催化作用，使DOX在PMel/GCE的电子传递速率加快。因为ipa/ipc=1.05≈1，ΔE=0.17 V，所以DOX在PMel/GCE的该反应为可逆反应。

图1 PMel/GCE测定空白溶液(a)、裸电极测定DOX溶液(b)、PMel/GCE测定DOX溶液(c)的循环伏安曲线(c=2.00×10-5 mol·L-1，pH=5.0，v=100 mV·s-1)Fig.1 Cyclic voltammograms (CVs) of PMel/GCE in PBS (a)， DOX at bare GCE (b) and PMel/GCE (c)

2.2 最佳电化学聚合条件的讨论

2.2.1 修饰底液pH的影响

为了探究该实验条件下修饰底液pH对电极反应催化性能的影响，在-1.2～2.0 V范围内，以60 mV·s-1扫描速率聚合14段，DOX在pH=8.0的修饰液中得到的电极上的氧化峰电流达到最大值。故本实验选pH=8.0的PBS为修饰底液。

2.2.2 聚合段数的选择

扫描段数影响聚合物膜修饰电极的厚度。固定高电位为2.0 V，低电位为-1.2 V，扫描速率为100 mV·s-1，聚合底液浓度为2.0 mol·L-1的三Mel溶液中，只改变扫描段数进行修饰电极，然后分别测定浓度为2.00×10-5mol·L-1的DOX，比较氧化峰的电流值。实验结果表明：当聚合段数为14段时，DOX在修饰电极上的响应最大，故本实验选择聚合段数为14段。

2.2.3 聚合扫速的选择

扫描速率对电极的性能也有影响。固定高电位为2.0 V，低电位为-1.2 V，聚合底液为2.0 mol·L-1的Mel溶液，聚合扫描段数为14段，只改变扫描速率进行实验。实验结果表明：扫描速率为20 mV·s-1时，DOX在修饰电极上的响应电流达到最大值，故本实验选用的扫描速率为20 mV·s-1。

聚合高、低电位的选择 Mel修饰聚合的电位对电极的性能产生一定影响。其它聚合条件不变，改变聚合高、低电位分别进行实验。从实验结果中发现：高电位为2.0 V，低电位为-1.2 V，此时DOX在修饰电极上的响应电流达到最大。

综上所述，2.0 mol·L-1的Mel溶液在pH=8.0的聚合底液，电位为-1.2～2.0 V，聚合段数为14段，扫描速率为20 mV·s-1条件下聚合，得到的修饰电极对DOX催化性能最好。

2.3 聚合循环伏安曲线

图2为Mel在最佳聚合条件下的循环伏安图。由图2可知，随扫描段数的增加，峰电流增加，但增加幅度逐渐减小，最后趋于稳定，表明Mel在电极表面发生了聚合反应。

图2 Mel聚合过程中的循环伏安图Fig.2 Cyclic voltammogram (CV) of the Mel polymerization

2.4 测定DOX的最佳实验条件

2.4.1 测定底液pH的影响

测定底液pH对电极性能有较大的影响，固定测定高电位为1.0 V，低电位为-1.0 V，扫描速率为100 mV·s-1，DOX的浓度为2.00×10-5mol·L-1，只改变测定底液的pH进行实验(图3)。结果表明：在pH 2.2～8.0的范围内，当pH=4.0时，DOX在PMel/GCE电极上的氧化峰电流达到最大值。故本实验选pH=4.0的PBS为测定底液。除此之外，实验还表明，DOX氧化峰电位与pH值有良好的线性关系，随着pH值的升高，氧化峰向着负方向移动，在pH 2.2～8.0之间，当pH值增加时，氧化峰电位(Epa)呈线性下降，其线性回归方程为Epa=0.0014-0.068pH，相关系数R=0.9983(见图3插图)，其线性方程的斜率的绝对值为0.068 V，接近能斯特的理论电势值0.059 V。所以DOX在氧化过程中涉及质子的参与，并且质子转移数等于电子转移数。

2.4.2 扫描速率的影响

固定电位为-1.0～1.0 V，DOX的浓度为2.00×10-5mol·L-1，缓冲液pH=4.0，只改变扫描速率进行实验。实验结果表明：随着扫描速率的不断增加，氧化峰电流也随之增大。如果扫描速率太低，氧化峰电流较小，不利于检测，在扫描速率为100 mV·s-1时，峰形较好，另外如果扫描速率太大，使得检出限降低，影响实验结果，故本实验选用的扫描速率为100 mV·s-1。氧化峰值与扫描速率ν1/2呈线性关系:ipa=9.72×10-7ν1/2+3.11×10-8(mV·s-1)1/2，R=0.9973，说明DOX在PMel/GCE上的反应过程为扩散过程。

2.5 工作曲线和检出限

称取0.05799 g的DOX固体粉末，然后再用二次蒸馏水溶解并定容在50 mL容量瓶中，最后配制成2.00×10-3mol·L-1的标准溶液。在优化的实验条件下，用循环伏安法对DOX进行测定(图3)。在浓度范围为8.00×10-8～4.00×10-5mol·L-1内与其氧化峰电流分别呈现良好的线性关系(如图3插图所示)，其线性方程为：ipa= 3.64+2.75c (μmol·L-1)，相关系数分别为R=0.9944。在空白溶液中逐渐加入DOX，使DOX的浓度缓慢增加，进行测定，当加入的DOX含量为8.00×10-9mol·L-1时，检测到了氧化峰，因此DOX的检出限为8.00×10-9mol·L-1。

图3 同浓度的DOX在PMel/GCE上的循环伏安曲线 (插图为DOX的浓度与氧化峰电流的关系曲线)Fig.3 CVs of difierent concentrations of DOX at PMel/GCE

2.6 电极的重现性

用循环伏安法对DOX进行平行测定六次，氧化峰电流值相对标准偏差RSD=1.9% (n=6)。所以PMel/GCE对DOX的测定具有良好的重现性。

对浓度为2.00×10-5mol·L-1的DOX进行干扰测试。实验结果表明：在允许相对误差(±5.0%)的范围内，200倍的葡萄糖、KCl和NaCl；100倍的Ca2+、Mg2+，样品中可能存在得乳糖和对羟基苯甲酸甲酯等物质不干扰实验的测定。

2.7 样品的测定

10 mg注射DOX样品，加入一定量pH=4.0的PBS溶解，定容于10 mL的容量瓶中配成样品溶液。按照上述实验条件，用循环伏安法对实际样品溶液进行回收率的测定(表1)(n=6)。回收率为95.0%～105%，因此，PMel/GCE可以对实际样品中的DOX含量进行灵敏测定。

表1 实际样品中盐酸多柔比星的测定结果(n=6)Table 1 Determination results of DOX in real samples (n=6)

3 结 论

本实验中制备了PMel/GCE，用于测定DOX，其线性范围宽，检出限低。可用于实际样品中DOX的检测，回收率为95.0%～105.0%，重现性强，抗干扰性好，在分析领域将会有广阔得的应用前景。