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【摘要】构筑了碳纳米管修饰嵌入式超薄碳糊电极，以循环伏安法和微分伏安法考察其在鸟嘌呤和腺嘌呤中的响应情况。实验表明，电极对鸟嘌呤和腺嘌呤的电化学反应表现出良好的增敏作用，此电极制备简单，可用于鸟嘌呤和腺嘌呤的同时电化学测定。
【关键词】单笔碳纳米管；嵌入式超薄碳糊；伏安法；鸟嘌呤；腺嘌呤
1、引言
鸟嘌呤和腺嘌呤是组成DNA的重要化合物，对鸟嘌呤和腺嘌呤的浓度及其在DNA中的比例的测定可预示某些疾病，因此在医学上具有重大意义。目前对DNA链中碱基的测定有很多方法，如毛细管电泳法、分光光度法、电化学法等。
本研究以镍铬合金为基底，嵌入式超薄碳糊为前驱膜，滴涂处理后的单壁碳纳米管制作了碳纳米管修饰嵌入式超薄碳糊电极，该电极在超薄碳糊前驱膜优良性能的基础上，结合了纳米材料的介观体系特征和高催化性能，成功实现了对腺嘌呤和鸟嘌呤的同时电化学测定，且对二者的测定具有显著的增敏效应。
2、实验部分
2.1仪器与试剂
CHI660C电化学分析仪（上海辰华仪器公司），超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司），电化学实验用三电极体系：自制SWNTs/ IUCP/NGE为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极。
2.2 SWNTs/ IUCP/NGE的制备
按文献制取嵌入式超薄碳糊前驱膜，取1mg经纯化处理过的单壁碳纳米管于1mLDMF中超声分散1h得到一均匀的黑色溶液，用微量注射器移取10?L滴涂在超薄碳糊电极表面。常温晾干后，置于PH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中，在-0.3～1.5V电位范围内循环扫至电流稳定，室温下保存备用。
2.3 实验方法
配制BR（pH=6）溶液，摇匀转移至电解池，采用三电极体系，于鸟嘌呤和腺嘌呤混合液中在0.4～1.6V间扫描，电化学记录其i-E图。每次扫描结束后，在pH值为6的BR溶液中扫至无峰，即可更新电极表面，使电极具有良好重现性。
3、结果与讨论
3.1鸟嘌呤和腺嘌呤在电极上的电化学行为
图1为浓度均为 1x10-4M 的鸟嘌呤和腺嘌呤的混合物分别在a： NGE b ： GCE c ：IUCP/NGE d：SWNTs /IUCP/NGE上的循环伏安图。
图1中SWNTs/ IUCP/NGE在pH=6的B.R.缓冲溶液中没有伏安响应。在b ： GCE上二者可识别，在c： IUCP/NGE由于克服了NGE的记忆效应，其电化学行为稳定。在d： SWNTs /IUCP/NGE上氧化峰电流比c大。经氧化处理过的SWNTs表面大量的羧基电离后的羧基氧与鸟嘌呤和腺嘌呤分子存在氫键作用，且SWNTs表面高度离域的大π键及高表面活性易于促进电子传递，使鸟嘌呤和腺嘌呤的电化学氧化更易进行，氧化电流变大。因此SWNTs/ IUCP/NGE明显提高了测定的灵敏度，可用于鸟嘌呤和腺嘌呤的同时电化学测定。
3.2 鸟嘌呤和腺嘌呤在SWNTs/ IUCP/NGE上的微分伏安行为
图2为鸟嘌呤和腺嘌呤混合物的半阶微分伏安图。在NGE上二者基本没有响应。在GCE上鸟嘌呤和腺嘌呤分别在1.03V、1.44V有氧化峰。在IUCP/NGE上XA和HXA的峰电位较GCE偏负，峰电流较大。在SWNTs/ IUCP/NGE上所测得的峰电流较前者明显提高了几倍。结果表明，SWNTs/ IUCP/NGE可同时定量分析鸟嘌呤和腺嘌呤。
3.3实验条件的选择
随着扫速的增加，二者的峰电位都负移，峰电流都增大。在10～200mV/s时二者的峰电流和扫速的平方根呈线性关系，主要受扩散控制，当扫速大于200mV/s时，峰电流与扫速平方根呈明显的上翘趋势，说明快扫速时，反应受扩散和吸附共同控制。选择扫速为100mV/s。在pH2～8范围内，二者的峰电流均随pH值增加先增大后降低，选用pH=6的B.R.缓冲溶液为支持电解质。选择开路富集，富集时间为150s。
在优化的实验条件下，对6x10-6 mol/L的鸟嘌呤和腺嘌呤溶液分别测定6次，相对标准偏差分别为1.28﹪和1.70﹪。表明电极的稳定性良好。
3.4干扰实验
在优化条件下，以2x10-6 mol/L的鸟嘌呤和腺嘌呤为反应物，控制测定结果的相对误差在±5.0﹪之间，分别考察了可能干扰物的影响。结果表明，200倍的K+、Na+、NO3-、Cl-，150倍的Al3+、Fe3+、Zn2+，100倍的Ca2+、Mg2+、 赖氨酸、胞嘧啶、胸腺嘧啶，不影响测定。
3.5分析应用
分别考察了鸟嘌呤和腺嘌呤的线性范围和检测限，DA和EP的还原峰电流随其浓度在1.0×10-7～8.0×10-5mol/L和2.0×10-7～8.0×10-5mol/L范围内呈良好线性关系，检出限分别为3.5×10-9mol/L和8.7×10-9mol/L。
取0.008克的鲱鱼精DNA样品溶于1mLHCl（1.0 mol/L），超声15分钟，用1mLNaOH（1.0 mol/L）中和，定容至10mL。移取0.2mL于10mL容量瓶中，用pH=6的B.R.缓冲溶液定容，用标准加入法测定鸟嘌呤和腺嘌呤的含量，并作回收率实验，结果如表1。
参考文献：
[1]柳海萍，汪振辉等.分析化学，2011，4：471-475
【关键词】单笔碳纳米管；嵌入式超薄碳糊；伏安法；鸟嘌呤；腺嘌呤
1、引言
鸟嘌呤和腺嘌呤是组成DNA的重要化合物，对鸟嘌呤和腺嘌呤的浓度及其在DNA中的比例的测定可预示某些疾病，因此在医学上具有重大意义。目前对DNA链中碱基的测定有很多方法，如毛细管电泳法、分光光度法、电化学法等。
本研究以镍铬合金为基底，嵌入式超薄碳糊为前驱膜，滴涂处理后的单壁碳纳米管制作了碳纳米管修饰嵌入式超薄碳糊电极，该电极在超薄碳糊前驱膜优良性能的基础上，结合了纳米材料的介观体系特征和高催化性能，成功实现了对腺嘌呤和鸟嘌呤的同时电化学测定，且对二者的测定具有显著的增敏效应。
2、实验部分
2.1仪器与试剂
CHI660C电化学分析仪（上海辰华仪器公司），超声波清洗仪（昆山市超声仪器有限公司），电化学实验用三电极体系：自制SWNTs/ IUCP/NGE为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝为对电极。
2.2 SWNTs/ IUCP/NGE的制备
按文献制取嵌入式超薄碳糊前驱膜，取1mg经纯化处理过的单壁碳纳米管于1mLDMF中超声分散1h得到一均匀的黑色溶液，用微量注射器移取10?L滴涂在超薄碳糊电极表面。常温晾干后，置于PH=7.4的磷酸盐缓冲溶液中，在-0.3～1.5V电位范围内循环扫至电流稳定，室温下保存备用。
2.3 实验方法
配制BR（pH=6）溶液，摇匀转移至电解池，采用三电极体系，于鸟嘌呤和腺嘌呤混合液中在0.4～1.6V间扫描，电化学记录其i-E图。每次扫描结束后，在pH值为6的BR溶液中扫至无峰，即可更新电极表面，使电极具有良好重现性。
3、结果与讨论
3.1鸟嘌呤和腺嘌呤在电极上的电化学行为
图1为浓度均为 1x10-4M 的鸟嘌呤和腺嘌呤的混合物分别在a： NGE b ： GCE c ：IUCP/NGE d：SWNTs /IUCP/NGE上的循环伏安图。
图1中SWNTs/ IUCP/NGE在pH=6的B.R.缓冲溶液中没有伏安响应。在b ： GCE上二者可识别，在c： IUCP/NGE由于克服了NGE的记忆效应，其电化学行为稳定。在d： SWNTs /IUCP/NGE上氧化峰电流比c大。经氧化处理过的SWNTs表面大量的羧基电离后的羧基氧与鸟嘌呤和腺嘌呤分子存在氫键作用，且SWNTs表面高度离域的大π键及高表面活性易于促进电子传递，使鸟嘌呤和腺嘌呤的电化学氧化更易进行，氧化电流变大。因此SWNTs/ IUCP/NGE明显提高了测定的灵敏度，可用于鸟嘌呤和腺嘌呤的同时电化学测定。
3.2 鸟嘌呤和腺嘌呤在SWNTs/ IUCP/NGE上的微分伏安行为
图2为鸟嘌呤和腺嘌呤混合物的半阶微分伏安图。在NGE上二者基本没有响应。在GCE上鸟嘌呤和腺嘌呤分别在1.03V、1.44V有氧化峰。在IUCP/NGE上XA和HXA的峰电位较GCE偏负，峰电流较大。在SWNTs/ IUCP/NGE上所测得的峰电流较前者明显提高了几倍。结果表明，SWNTs/ IUCP/NGE可同时定量分析鸟嘌呤和腺嘌呤。
3.3实验条件的选择
随着扫速的增加，二者的峰电位都负移，峰电流都增大。在10～200mV/s时二者的峰电流和扫速的平方根呈线性关系，主要受扩散控制，当扫速大于200mV/s时，峰电流与扫速平方根呈明显的上翘趋势，说明快扫速时，反应受扩散和吸附共同控制。选择扫速为100mV/s。在pH2～8范围内，二者的峰电流均随pH值增加先增大后降低，选用pH=6的B.R.缓冲溶液为支持电解质。选择开路富集，富集时间为150s。
在优化的实验条件下，对6x10-6 mol/L的鸟嘌呤和腺嘌呤溶液分别测定6次，相对标准偏差分别为1.28﹪和1.70﹪。表明电极的稳定性良好。
3.4干扰实验
在优化条件下，以2x10-6 mol/L的鸟嘌呤和腺嘌呤为反应物，控制测定结果的相对误差在±5.0﹪之间，分别考察了可能干扰物的影响。结果表明，200倍的K+、Na+、NO3-、Cl-，150倍的Al3+、Fe3+、Zn2+，100倍的Ca2+、Mg2+、 赖氨酸、胞嘧啶、胸腺嘧啶，不影响测定。
3.5分析应用
分别考察了鸟嘌呤和腺嘌呤的线性范围和检测限，DA和EP的还原峰电流随其浓度在1.0×10-7～8.0×10-5mol/L和2.0×10-7～8.0×10-5mol/L范围内呈良好线性关系，检出限分别为3.5×10-9mol/L和8.7×10-9mol/L。
取0.008克的鲱鱼精DNA样品溶于1mLHCl（1.0 mol/L），超声15分钟，用1mLNaOH（1.0 mol/L）中和，定容至10mL。移取0.2mL于10mL容量瓶中，用pH=6的B.R.缓冲溶液定容，用标准加入法测定鸟嘌呤和腺嘌呤的含量，并作回收率实验，结果如表1。
参考文献：
[1]柳海萍，汪振辉等.分析化学，2011，4：471-475