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关于聚邻氨基苯酚功能膜对呋喃唑酮的电催化还原

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 406 2021-10-16
【摘要】采用循环伏安法在石墨基体电极表面原位聚合邻氨基苯酚得到聚邻氨基苯酚薄膜修饰电极(POAP/GE),该电极对呋喃唑酮(FD)的电化学还原具有电催化作用。红外光谱法分析表明,形成的聚邻氨基苯酚为含有C=N,C-N,C-O-C的闭合式聚合物。采用电化学方法及现场光谱电化学方法研究了POAP/GE和FD的电化学行为以及POAP/GE对FD的电催化机理。电化学方法结果表明,POAP薄膜发生的是2个电子转移的可逆电极过程,FD在POAP/GE上发生的电极反应为包含2个质子的2个电子转移的不可逆电极过程。现场光谱电化学实验结果表明,FD在该电极上发生电极反应的基团是-NO2。推测POAP/GE对FD的电催化机理为聚合物上的亚胺首先还原为带有1个H的二级胺,而后FD的硝基O与还原态聚合物中二级胺上的H形成氢键,从而促进了FD的电化学还原。
  • 硝基呋喃类药物是一种人类合成的广谱抗生素,包括呋喃唑酮(Furazolidone,FD)、呋喃它酮(Furaltadone,FTD)、呋喃妥因(Nitrofurantoin,NFT)和呋喃西林(Nitrofurazone,NF)等。由于此类药物有致癌、致畸等毒副作用,如今已被列为禁用药物。但是由于该类药物具有高效、价廉等特点,导致在渔业、畜牧养殖等相关产业违禁使用,屡禁不止。因此,建立一种针对硝基呋喃类药物的简单高效的检测方法具有重要的意义。

    目前,检测此类药物的方法有高效液相色谱法、酶联免疫法、液相色谱-串联质谱法、荧光法和拉曼光谱法。电化学检测方法因其简单、快捷和易于实现在线化的优势一直是热点研究领域。Aydodu、Ensafi和YongnianNi等分别研究了呋喃妥因、呋喃唑酮、呋喃西林在dsDNA修饰电极上的电化学响应,这3种药物能使DNA中的鸟嘌呤或腺嘌呤的氧化峰电流降低,降低的程度与其浓度呈线性关系。Rahi和Saeed分别发现纳米金和碳纳米管修饰玻碳电极能对呋喃西林与呋喃唑酮的电化学还原产生电催化作用。

    邻氨基苯酚(o-aminophenol,OAP)作为苯胺的衍生物,具有氨基和酚羟基2种活性基团,因此常被作为电化学传感器修饰材料的功能单体,以各种方法聚合成聚邻氨基苯酚,并将其修饰到基体电极的表面而构成具有特殊功能的电化学传感器。目前,聚邻氨基苯酚修饰电极已经实现了对间二硝基苯、血红蛋白、蔗糖左氧氟沙星L-半胱氨酸多巴胺甲醇乙二醇的测定,但是尚未发现其对呋喃唑酮的应用研究报道。

    本实验在高激发电位条件下于石墨电极表面原位聚合,得到聚邻氨基苯酚薄膜修饰石墨电极(POAP/GE),并研究了该电极对呋喃唑酮电化学还原的催化作用,对建立硝基呋喃类药物的电化学检测方法具有理论指导意义和潜在的应用价值。

    1实验部分

    1.1仪器与试剂

    CHI660电化学工作站(上海辰华仪器有限公司);三电极系统:石墨电极(GE)、氧化铟锡(ITO)导电玻璃或聚邻氨基苯酚修饰电极(POAP/GE)为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极(文中全部电位均相对于饱和甘汞电极),铂丝电极为对电极.PerkinElmerLAMBDA35紫外/可见分光光度计;FTIR-650型傅里叶红外光谱仪;pHS-3C型pH计。0.00200mol·L-1呋喃唑酮标准溶液:准确称取0.0465g呋喃唑酮于小烧杯中,用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解并定容于100mL容量瓶中;0.0200mol·L-1邻氨基苯酚电极修饰液:准确称取0.0218g邻氨基苯酚于小烧杯中,用0.4mol·L-1H2SO4与0.1mol·L-1Na2SO4混合溶液溶解并定容至10mL容量瓶中;pH2.00~10.00的磷酸盐缓冲溶液(PBS)。除指明外其他化学试剂均为分析纯。实验用水为石英亚沸二次蒸馏水。

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