氧氟沙星在聚甘氨酸修饰电极上的电化学行为

　　氧氟沙星 ( Ofloxacin，OFLX) 又名氟嗪酸、奥复星，为白色或为黄色结晶性粉末; 无臭、味苦; 遇光渐变色。属第三代喹诺酮类抗菌药物，作为杀菌剂，通过作用于细菌 DNA 螺旋酶的 A 亚单位，抑制 DNA 的合成和复制而导致细菌死亡。

　　具有高效广谱抗菌作用，尤其是对需氧革兰氏阴性杆菌的抗菌活性高，并与其他抗生素间无交叉耐药，使得其在临床医药领域上应用较广; 并且是治疗呼吸道、泌尿道、肠道、皮肤、关节及软组织等感染的有效药物，但大剂量的服用可发生结晶尿、肝、肾功能减退等，因此，建立简便、快速、准确的测定氧氟沙星的方法在临床上有重要的意义。目前测定氧氟沙星含量的方法主要有分光光度法、高效液相色谱法、电化学分析方法、毛细管电泳法、化学发光法和荧光光度法。

　　电化学方法由于仪器便宜、测定快速、灵敏度高而在氧氟沙星的测定上有广泛应用。本文制备了聚甘氨酸修饰电极，用循环伏安法研究了氧氟沙星在该修饰电极上的电化学行为，并测定了实际样品中的氧氟沙星，该方法简便、快速、灵敏、重现性好，结果较满意。

　　1 实验部分

　　1. 1 主要仪器与试剂
　　LK2005 型电化学工作站，天津市兰力科化学电子高技术有限公司; 三电极体系: 聚甘氨酸修饰石墨电极为工作电极，饱和甘汞电极( SCE) 为参比电极，铂电极为辅助电极。PHS －3C 型酸度计，上海雷磁仪器厂。

　　氧氟沙星，中国药品生物制品检定所; 甘氨酸，天津市科密欧化学试剂有限公司; 氧氟沙星滴眼液，沈阳兴齐眼药股份有限公司; 磷酸氢二钠; 磷酸二氢钠，所有试剂均为分析纯，实验用水为二次去离子水。涉及到的电位均相对于饱和甘汞电极的电极电位，实验均在室温下进行。

　　1. 2 修饰电极的制备
　　石墨电极在使用前先用金相砂纸粒度从粗到细进行精细打磨，再在抛光布上用 Al2O3粉抛光至镜面，用水清洗，再依次用 1∶1 HNO3，1∶1 乙醇和二次水超声清洗 3 min，活化后用二次水冲洗，晾干备用。将处理好的石墨电极，在含有 1 ×10－ 3mol / L 甘氨酸的 pH = 7 的磷酸盐缓冲溶液 ( 用高纯度的氮气事先除氧 10 min) 中采用循环伏安法在 －0. 2 ～2. 0 V 之间以100 mV / s 的扫描速度聚合 12 圈，聚合后取出自然晾干备用。即制得聚甘氨酸修饰石墨电极。

　　1. 3 实验方法
　　采用循环伏安法移取适量的氧氟沙星储备液，用 pH = 6. 0的 PBS 缓冲溶液稀释至所需浓度，移入电解池，进行电化学试验。在 0. 4 ～ 1. 4 V 之间进行线性扫描，富集 300 s 后，以0. 08 V / s 的扫描速率，记录峰电流。每次扫描结束后，将电极置于 pH =6. 0 的 PBS 空白缓冲溶液中扫描至伏安图稳定，即可活化电极表面，使电极具有良好的重现性。
　　
　　2 实验结果与讨论

　　2. 1 氧氟沙星的电化学行为
　　本文采用循环伏安法测定氧氟沙星。图 1 为 pH = 6. 0 的PBS 缓冲溶液中 1 × 10－ 4mol / L 的氧氟沙星在裸石墨电极与甘氨酸修饰后的石墨电极上的循环伏安图。从图上可以看出，甘氨酸修饰过的石墨电极与裸石墨电极相比，氧氟沙星的氧化峰有显着的提高，说明甘氨酸对氧氟沙星有催化氧化作用。而只有氧化峰出现表明，该反应为不可逆过程。【图1】

　　
　　2. 2 甘氨酸聚合圈数对氧氟沙星测定的影响
　　用 pH =7 PBS 配制成 1 ×10－ 3mol / L 的甘氨酸溶液。使用循环伏安法将甘氨酸溶液电聚合到石墨电极上。聚合膜厚度可由扫描圈数控制。实验数据表明，随着扫描次数的增加背景电流增加，说明聚合物膜在不断增长，进而说明甘氨酸通过电化学聚合沉积在石墨电极表面。同时考察了聚合圈数对氧氟沙星测定的影响。以 0. 1 V/s 的扫描速度在 －0. 2 ～2. 0 V 之间分别进行 8、10、12、14、16 圈的聚合。将聚合的电极自然晾干后，对 1 ×10－ 4mol / L 氧氟沙星进行循环伏安测定。如图 2 显示:【图2】

　　从8 圈逐渐增加到12 圈的过程中，氧化峰电流随聚合圈数的增加而增加; 当聚合圈数超过 12 后，氧化峰电流随聚合圈数的增加而降低，电子在过厚的膜中传递阻力变大，致使响应电流降低。因此本实验选择聚合圈数 12 作为最佳的聚合圈数。

　　2. 3 pH 的影响
　　在不同的 pH( 4. 0 ～ 9. 0) 的 NaH2PO4－ Na2HPO4缓冲溶液中，对 1 ×10－ 4mol / L 氧氟沙星进行线性扫描实验，随着 pH 从4. 0 逐渐增加到 6. 0 的过程中，氧化峰电流随 pH 的增加而增加; 当 pH 超过 6. 0 后，氧化峰电流随 pH 的增加而降低。因此本实验选择 pH =6. 0 作为最佳的测定 pH 值。氧化峰电位随 pH的增加而逐渐向负电位移动，说明氧氟沙星的氧化过程有 H+参与。氧化峰峰电位 Ep与溶液在 pH =4. 0 ～9. 0 范围内呈良好线性关系: Ep( V) =1. 277 －0. 0566pH，R =0. 9940。这表明相同数目的电子和质子参加到氧氟沙星的氧化过程。氧氟沙星的电极反应机理与文献［12］报道一致。

　　2. 4 富集时间对峰电流的影响
　　富集时间的长短对氧氟沙星的氧化峰电流有很大的影响。

　　在相同条件下，富集时间越长，氧氟沙星的富集量越大，峰电流也相应的增加。如图 3，富集时间从 0 s 逐渐增加到 350 s 的过程中，氧化峰电流随富集时间的增加而增加; 当富集时间超过 200 s 后，氧化峰电流随之增加变得缓慢。说明此时修饰电极表面吸附的氧氟沙星接近饱和，为了达到更好的富集效果，因此本实验选择 300 s 作为最佳的富集时间。【图3】

　　
　　2. 5 扫描速度的影响
　　实验表明，扫描速度会对氧化峰电流产生影响，氧化峰电流随扫描速度增加而增加，峰形变宽，背景电流也增加，峰电位向正方向移动。氧化峰电流 Ipa 与扫描速度 ν 在 20 ～200 mV / s 之间呈良好的线性关系 ( 如图 4) ，其线性回归方程为: Ipa( μA) = 12. 39 + 0. 1967ν( mV/s) ，R = 0. 9989。表明电极过程主要由吸附控制。但当扫描速度较高时，充电电流过大，不利于峰电流的测定，而扫描速度为 80 mV/s 时，信噪比最好，故本实验选择扫描速度为 80 mV/s。【图4】

　　2. 6 线性范围、检测限及电极重现性
　　在上述优化的实验条件下，对氧氟沙星的氧化峰电流与浓度的关系进行了研究，发现在浓度为 4 ×10－ 7～ 1 × 10－ 5mol / L的范围内，氧氟沙星的氧化峰电流 Ipa 与其浓度 C 呈良好的线性关系: Ipa( μA) = － 0. 2303 + 43. 74C( μmol/L) ，相关系数R = 0. 9984，检测限为 3. 6 × 10－ 8mol / L( 3 倍噪音法) 。每次测定后，在空白底液中循环扫描即可除去电极表面的吸附物，恢复电极活性。用同一只电极对 1 ×10－ 5mol / L 的氧氟沙星平行测定 5次，相对标准偏差为1.0%，说明修饰电极有很好的重现性。【图5】

　　2. 7 干扰实验
　　本文考察了一些常见物质对 1 × 10－ 4mol / L 氧氟沙星测定的影响，100 倍的 Mg2 +、Ca2 +、SO2 －4，10 倍的多巴胺、葡萄糖，1 倍的抗坏血酸、L － 酪氨酸不干扰氧氟沙星的测定。

　　2. 8 实际样品的测定
　　表 1 滴眼液中氧氟沙星测定结果与回收率Table 1 Detection results of sample and test of recovery初始浓度/( ×10－ 7mol / L)加入浓度/( ×10－ 7mol / L)测定值/( ×10－ 7mol / L)回收率R / %8. 3 5. 0 13. 31 100. 28. 3 10. 0 17. 87 95. 78. 3 15. 0 22. 65 95. 7取氧氟沙星 ( 沈阳兴齐眼药股份有限公司) 滴眼液 1 支( 3 mg/mL，约为8. 3 ×10－ 3mol / L) ，用 pH = 6. 0 的 PBS 缓冲溶液稀释至 8. 3 × 10－ 7mol / L，做加标回收实验，分别加入 5 ×10－ 7mol / L、1 × 10－ 6mol / L、1. 5 × 10－ 6mol / L 氧氟沙星标准溶液，按上述方法测定氧氟沙星的含量，回收率为 95. 7% ～100. 2% ，如表 1 所示。【表1】

　　3 结 论

　　本文报道了制备甘氨酸修饰石墨电极的方法，研究了氧氟沙星在该修饰电极上的电化学行为。实验结果表明，该修饰电极可以明显提高氧氟沙星的电化学响应，重现性好，准确度高，可用于常用氧氟沙星药物的检测。

　　参考文献
　　
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