利用液相剝離石墨烯修飾電極測(cè)定白藜蘆醇含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及白藜蘆醇電化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種利用液相剝離石墨烯修 飾電極測(cè)定白藜蘆醇含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 石墨烯(Graphene)是一種由單層碳原子緊密堆砌而成的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的 碳納米材料，自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)在全世界范圍內(nèi)掀起了一股研究熱潮。石墨烯具有許多 奇特的特性，具有優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)，在很多領(lǐng)域引起革命性的變化。與富 勒烯和碳納米管相比，石墨烯的某些性能更優(yōu)，比如比表面積更大、導(dǎo)電性更高、電子傳遞 速率更快等。
[0003] 2004年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的安德烈· K ·海姆(Andre Geim)教授和科斯佳?諾 沃謝洛夫(Kostya Novoselov)研究員等用一種極為簡(jiǎn)單的方法--微機(jī)械剝離法，在高定 向熱解石墨上用透明膠帶進(jìn)行反復(fù)撕揭，得到單層石墨烯。近些年來(lái)，人們?cè)谑┑闹苽?方面取得了積極的進(jìn)展，除了微機(jī)械剝離法之外，發(fā)展了氧化-還原法、晶體外延生長(zhǎng)法、化 學(xué)氣相沉積法和有機(jī)合成法等多種制備方法。隨著石墨烯制備研究的迅猛發(fā)展，簡(jiǎn)易的液 相剝離法受到越來(lái)越多研究者的青睞，即在特定的介質(zhì)中利用石墨插層作用通過(guò)超聲手段 將單層或多層石墨烯從石墨中剝離出來(lái)，該法不使用大型精密設(shè)備，僅需超聲設(shè)備，制備工 藝簡(jiǎn)單且能耗低，具有明顯的成本優(yōu)勢(shì)；不經(jīng)歷化學(xué)氧化和還原過(guò)程，不經(jīng)歷高溫膨脹過(guò) 程，石墨烯缺陷少，質(zhì)量好;同時(shí)也是一種綠色環(huán)保的方法。然而，通常的液相剝離法仍存在 諸多不足:得到的石墨烯分散液濃度依然低，剝離溶劑價(jià)格昂貴或者沸點(diǎn)很高甚至毒性大， 超聲時(shí)間長(zhǎng)等。
[0004] 白藜蘆醇(Resveratrol)，又稱為芪三酚，化學(xué)名稱為(E)-5-[2-(4-羥苯基)-乙烯 基]-1，3-苯二酚，是一種天然活性物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，白藜蘆醇具有抗癌、抗氧化、抗菌、抗炎、 抗高血脂、抗動(dòng)脈粥樣硬化、心血管防護(hù)、免疫調(diào)節(jié)和防止骨質(zhì)疏松等多種藥理活性和保健 功能，它在保健食品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。白藜蘆醇在虎杖、葡萄、桑椹等天然植物中存在， 而我國(guó)白藜蘆醇的提取主要是以傳統(tǒng)中藥虎杖為原料的，白藜蘆醇含量的高低是其原料質(zhì) 量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。因此，測(cè)定紅葡萄酒、葡萄等食品、虎杖等中藥材中白藜蘆醇的含量具 有重要意義。
[0005] 目前測(cè)定白藜蘆醇的方法主要有高效液相色譜、氣相色譜/液相色譜、熒光光譜法 等。這些方法儀器昂貴，需要專門的技術(shù)培訓(xùn)，所以選擇一種簡(jiǎn)單、快速、靈敏的測(cè)定方法尤 為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有白藜蘆醇測(cè)定技術(shù)昂貴且需要花費(fèi)較多培訓(xùn)時(shí)間 的缺陷，提供一種利用液相剝離石墨烯修飾電極測(cè)定白藜蘆醇含量的方法，本發(fā)明所制備 的石墨烯修飾電極對(duì)白藜蘆醇的檢測(cè)具有靈敏度高、檢測(cè)限低的特點(diǎn)，且整個(gè)方法簡(jiǎn)單易 行，完全能滿足白藜蘆醇的含量測(cè)定。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的利用液相剝離石墨烯修飾電極測(cè)定白藜蘆醇含 量的方法，步驟如下：
[0008] 1)準(zhǔn)備含有白藜蘆醇的樣品，使其溶解于酸性或中性緩沖液，得到樣品溶液；
[0009] 2)采用方波伏安法，以石墨烯修飾電極為工作電極，測(cè)定所述樣品溶液中白藜蘆 醇的含量；
[0010] 其中，所述石墨烯修飾電極的制備方法，包括如下步驟：
[0011] (1)稱取石墨粉和剝離助劑按照重量比為2~5:1的比例混合，并加入剝離溶劑，然 后超聲2~3小時(shí)，得到石墨烯分散液；
[0012] 所述剝離溶劑的用量為每毫升剝離溶劑混合0.5~4毫克石墨粉；
[0013] 所述剝離助劑為沒(méi)食子酸與氫氧化鈉的重量比為5:1的混合物；
[0014] (2)拋光玻碳電極至鏡面；
[0015] (3)依次用硝酸、乙醇、二次蒸餾水分別超聲清洗21^11、21^11、1 1^11，且每次更換洗 劑前均用蒸餾水洗凈，在二次蒸餾水洗凈之后于紅外燈下烘干；
[0016] (4)取石墨烯分散液均勻涂于烘干的玻碳電極表面，然后真空干燥；
[0017] (5)將步驟(4)得到的玻碳電極在緩沖溶液中，循環(huán)伏安法掃描預(yù)處理，得到石墨 烯修飾電極備用。
[0018] 優(yōu)選地，所述步驟1)中酸性或中性緩沖液為PH5.91的磷酸緩沖溶液。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟2)中石墨稀修飾電極的電壓為0.2~0.8V。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟2)中采用方波伏安法測(cè)定時(shí)的富集時(shí)間為120s，富集電位為-0.2V〇
[0021] 優(yōu)選地，所述石墨烯修飾電極的制備方法的步驟（1)中剝離溶劑的用量為每毫升 剝離溶劑混合2~3毫克石墨粉。
[0022] 優(yōu)選地，所述石墨烯修飾電極的制備方法的步驟（1)中剝離溶劑為N，N-二甲基甲 酰胺。
[0023]優(yōu)選地，所述石墨稀修飾電極的制備方法的步驟（1)中超聲條件為頻率50kHz、功 率220w。
[0024] 優(yōu)選地，所述石墨烯修飾電極的制備方法的步驟（2)中拋光玻碳電極采用粒度 0·05μπι的中性氧化鋁粉。
[0025] 優(yōu)選地，所述石墨烯修飾電極的制備方法的步驟(3)中硝酸為體積比1:1的硝酸水 溶液，乙醇為無(wú)水乙醇。
[0026] 優(yōu)選地，所述石墨烯修飾電極的制備方法的步驟(5)為將步驟(4)得到的玻碳電極 在pH為4.91的Na2HP〇4和ΚΗ 2Ρ〇4緩沖溶液中，于0~1.0V電位區(qū)間內(nèi)，循環(huán)伏安法掃描60圈至 基線穩(wěn)定后洗凈，得到石墨烯修飾電極備用。
[0027] 本發(fā)明利用剝離助劑在液體介質(zhì)（即剝離溶劑）中液相剝離石墨粉，獲得石墨烯分 散液，并利用該石墨烯分散液制備石墨烯修飾電極，再利用石墨烯修飾電極以電化學(xué)方法 測(cè)定白藜蘆醇含量，特別是在制備石墨烯分散液的過(guò)程中，采用沒(méi)食子酸作為剝離助劑，因 其含有苯環(huán)、可以與石墨烯片層之間產(chǎn)生作用而更有利于協(xié)同溶劑分子進(jìn)行石墨插層， 從而提高液相剝離效率，另一方面，在電化學(xué)測(cè)定過(guò)程中，除借助石墨烯高的比表面外，石 墨烯電極表面所含沒(méi)食子酸富有羧酸和羥基，可與白藜蘆醇分子的羥基之間形成氫鍵，能 提高白藜蘆醇在石墨烯電極表面的富集效率，進(jìn)而增強(qiáng)白藜蘆醇的電化學(xué)響應(yīng)信號(hào)。
[0028]本發(fā)明的有益效果:通過(guò)簡(jiǎn)易、高效的液相剝離法一步制備石墨烯分散液，用滴涂 法對(duì)玻碳電極進(jìn)行修飾，制備石墨稀修飾電極，再利用該石墨稀修飾電極通過(guò)電化學(xué)分析 方法測(cè)定白藜蘆醇的含量。使用時(shí)，在最優(yōu)條件下，白藜蘆醇在0.03~5ymol/L范圍內(nèi)具有 良好的線性，且檢測(cè)限低至Ο.ΟΙμ mol/L。本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)便、省時(shí)、成本低、檢測(cè)靈敏度 高，解決了現(xiàn)有液相剝離法超聲時(shí)間長(zhǎng)、剝離效率低的問(wèn)題，特別適用于測(cè)定葡萄、紅葡萄 酒、虎杖等的白藜蘆醇含量，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為石墨烯分散液的透射電鏡(TEM)圖。
[0030]圖2為石墨烯修飾電極的掃描電鏡(SEM)圖。
[0031 ]圖3為pH值對(duì)白藜蘆醇氧化峰電流的影響圖。
[0032]圖4為富集時(shí)間對(duì)白藜蘆醇的氧化峰電流的影響圖。
[0033]圖5為富集電位對(duì)白藜蘆醇的氧化峰電流的影響圖。
[0034] 圖6為不同濃度白藜蘆醇在石墨烯電極上的方波伏安曲線圖。
[0035] 圖7為氧化峰電流與白藜蘆醇濃度的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 1、石墨烯修飾電極的制備方法，包括如下步驟：
[0039] (1)用電子天平分別稱取石墨粉、沒(méi)食子酸及氫氧化鈉30mg、10mg和2mg。將三種物 質(zhì)放入到25mL燒杯中，再用移液管取10mL DMF(N，N-二甲基甲酰胺)于燒杯中，放入超聲儀 中超聲2~3h，得石墨烯分散液(見(jiàn)圖1)。
[0040] (2)取少量的中性氧化鋁(0.05μπι)于拋光布上用水潤(rùn)濕，將玻碳電極（Φ = 3mm)在 拋光布上拋光成鏡面；
[0041 ] (3)依次用硝酸、乙醇、二次蒸餾水分別超聲清洗2min、2min、lmin，且每次更換洗 劑前均用蒸餾水洗凈，在二次蒸餾水洗凈之后于紅外燈下烘干；
[0042] (4)取5