基于活性炭纖維/β-環(huán)糊精的電化學(xué)傳感器測(cè)定對(duì)乙酰氨基酚【摘要】對(duì)乙酰氨基酚（AP）,別名撲熱息痛，廣泛存在于制藥工業(yè)廢水中，對(duì)水資源造成嚴(yán)重污染。因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、靈敏、準(zhǔn)確地用于檢測(cè)AP的分析方法尤為重要。本文通過(guò)將活性炭纖維（ACF）修飾于玻碳電極表面，然后利用電聚合法使β-環(huán)糊精（β-CD）成功包覆在ACF修飾電極表面，成功制備了ACF/β-CD復(fù)合材料修飾電極(ACF/β-CD/GCE)?利用循環(huán)伏安法（CV）表明了不同修飾電極對(duì)AP的電催化活性，結(jié)果表明，ACF/β-CD/GCE與ACF修飾電極（ACF/GCE）和β-CD修飾電極（β-CD/GCE）相比，ACF/β-CD/GCE對(duì)對(duì)乙酰氨基酚表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能。同時(shí)考察了ACF滴涂量、β-CD復(fù)合圈數(shù)和電解質(zhì)溶液pH值等對(duì)AP電催化性能的影響，進(jìn)一步探究了AP在修飾電極表面反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。據(jù)此構(gòu)建了AP的電化學(xué)傳感器，該傳感器對(duì)AP具有較寬的線性范圍（1.0-600.0μmol/L）和較低的檢出限（0.75μmol/L），此外,ACF/β-CD/GCE還具有優(yōu)良的選擇性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。將其用于自來(lái)水和對(duì)乙酰氨基酚片中AP含量的檢測(cè)，回收率在96.45%-100.40%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.92%,表明該傳感器有較高的準(zhǔn)確度，具有廣闊的應(yīng)用前景。【關(guān)鍵詞】活性炭纖維；β-環(huán)糊精；電化學(xué)傳感器；對(duì)乙酰氨基酚；【Abstract】Acetaminophen(AP),alsoknownasparacetamol,iswidelypresentinthewastewaterofthepharmaceuticalindustry,causingseriouspollutiontowaterresources.Therefore,itisparticularlyimportanttodevelopsimple,sensitiveandaccurateanalyticalmethodsfordetectingAP.Inthispaper,bymodifyingactivatedcarbonfibers(ACF)onthesurfaceofglassycarbonelectrodesandthensuccessfullycoatingβ-cyclodextrin(β-CD)onthesurfaceoftheACF-modifiedelectrodesbyelectropolymerization,theACF/β-CDcompositematerialmodifiedelectrode(ACF/β-CD/GCE)wassuccessfullyprepared.TheelectrocatalyticactivitiesofdifferentmodifiedelectrodesforAPwereinvestigatedbycyclicvoltammetry(CV).TheresultsshowedthatcomparedwiththeACF-modifiedelectrode(ACF/GCE)andtheβ-CD-modifiedelectrode(β-CD/GCE),ACF/β-CD/GCEexhibitedexcellentelectrocatalyticperformanceforacetaminophen.Meanwhile,theeffectsofthedropcoatingamountofACF,thenumberofβ-CDrecombinationcyclesandthepHvalueoftheelectrolytesolutionontheelectrocatalyticperformanceofAPwereinvestigated,andthekineticprocessofthereactionofAPonthesurfaceofthemodifiedelectrodewasfurtherexplored.Basedonthis,anelectrochemicalsensorforAPwasconstructed.Thissensorhasawidelinearrange(1.0-600.0μmol/L)andalowdetectionlimit(0.75μmol/L)forAP.Inaddition,ACF/β-CD/GCEalsohasexcellentselectivity,reproducibilityandstability.ItwasusedforthedetectionofAPcontentintapwaterandacetaminophentablets.Therecoveryratewas96.45%-100.40%,andtherelativestandarddeviation(RSD)was0.92%.indicatingthatthissensorhashighaccuracyandbroadapplicationprospects.【Keywords】Activatedcarbonfiber；β-cyclodextrin；ElectrochemicalsensorAcetaminophen；目錄TOC\o"1-3"\h\u1.緒論 [20]。圖11（A）在20-200mV的掃速范圍內(nèi)測(cè)定60μmol/LAP溶液的循環(huán)伏安曲線圖；（B）在20-200mV的掃速范圍內(nèi)掃速與氧化峰電流的線性關(guān)系圖Figure11(A)Cyclicvoltammetrycurvesof60μmol/LAPmeasuredwithinthesweepraterangeof20-200mV;(B)Linearrelationshipgraphbetweenthesweepspeedandtheoxidationpeakcurrentwithinthesweepspeedrangeof20-200mV3.5ACF/β-CD/GCE修飾電極對(duì)AP的電化學(xué)檢測(cè)圖12（A）在1.0-600.0μmol/L濃度范圍內(nèi)AP溶液在SVW中的響應(yīng)曲線；（B）在1.0-600.0μmol/L濃度范圍內(nèi)AP溶液濃度與響應(yīng)電流的線性關(guān)系圖Figure12(A)ResponsecurveofAPinSVWwithintheconcentrationrangeof1.0-600μmol/L;(B)LinearrelationshipgraphofAPconcentrationandresponsecurrentwithintheconcentrationrangeof1.0-600μmol/L圖12是在優(yōu)化的條件下，通過(guò)方波伏安法（SVW），ACF/β-CD/GCE修飾電極針對(duì)不同濃度的AP（1.0-600.0μmol/L）所產(chǎn)生的電化學(xué)響應(yīng)情況。如圖12（B）所示，在1.0-600.0μmol/L濃度范圍內(nèi)，存在兩段良好的線性關(guān)系，在1.0-20.0μmol/L濃度內(nèi)，線性方程為Ip=1.06419+0.37574c(R2=0.997)；在20.0-600.0μmol/L濃度內(nèi)，線性方程為Ip=9.2241+0.059c（R2=0.981），此外，AP的檢出限為0.75μmol/L。與其他文獻(xiàn)報(bào)道的用于檢測(cè)AP的傳感器相比，本傳感器的線性范圍和檢出限與之相當(dāng)，甚至更具優(yōu)勢(shì)（表3）。表3基于不同材料的修飾電極電化學(xué)測(cè)定AP的性能比較Table3ComparisonoftheperformanceofelectrochemicaldeterminationofAPbasedonmodifiedelectrodesofdifferentmaterials修飾材料線性范圍（μmol/L）檢出限（μmol/L）參考文獻(xiàn)FeS2/CoS2NHs1.0-500．00.8REF_Ref196823622\r\h[21]GR/PANI/CPE50.0-500.015.68REF_Ref196823851\r\h[22]PTh-AuNPs6.0-265．01.18REF_Ref196823863\r\h[23]MWCNTs/IL/PANI/Au6.98-680.02.35REF_Ref196824563\r\h[24]聚甲基藍(lán)/乙炔黑2.0-400.02.00REF_Ref196825158\r\h[25]ACF/β-CD1.0-600.00.75本工作3.6重現(xiàn)性及穩(wěn)定性為了驗(yàn)證ACF/β-CD/GCE電極的重現(xiàn)性，本研究制備了六支獨(dú)立修飾電極進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)，將電極置于60μmol/L的AP-PBS溶液中進(jìn)行響應(yīng)檢測(cè)，根據(jù)圖13的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD僅為2.83%，說(shuō)明該電化學(xué)傳感器有很好的重現(xiàn)性，在恒定的實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)單根修飾電極在上述溶液中進(jìn)行循環(huán)伏安（CV）掃描，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)物氧化峰電流與初始值相比變化幅度僅為2.48%，說(shuō)明所開(kāi)發(fā)的電極具有良好的穩(wěn)定性。圖13（A）6根不同修飾電極對(duì)60μmol/L的AP響應(yīng)信號(hào)Figure13(A)TheAPresponsesignalsofsixdifferentmodifiedelectrodesto60μmol/L3.6實(shí)際樣品分析為了考察ACF/β-CD/GCE電化學(xué)傳感器用于實(shí)際樣品分析檢測(cè)的可行性，將其用于自來(lái)水和對(duì)乙酰氨基酚片中的AP檢測(cè)。利用SVW法對(duì)自來(lái)水進(jìn)行測(cè)定，未測(cè)出AP，然后利用標(biāo)準(zhǔn)加入法，分別加入10、20和40μmol/L的AP標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用本方法測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4，加標(biāo)回收率為97.5%-100.4%，這表明ACF/β-CD/GCE電化學(xué)傳感器可用于實(shí)際水樣中AP的檢測(cè)。為了測(cè)定對(duì)乙酰氨基酚片中AP的含量，將一片對(duì)乙酰氨基酚片研磨成細(xì)粉狀，加水稀釋到100mL的容量瓶中，作為儲(chǔ)備液，再利用此溶液配制濃度約為20μmol/L的待測(cè)溶液進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表5，RSD值為0.92%。

表4自來(lái)水中AP的檢測(cè)結(jié)果Table4DetectionResultsofAPinTapWater加標(biāo)值（μmol/L）測(cè)得值（μmol/L）回收率（%）1010.20100.42020.45103.34038.5896.45表5對(duì)乙酰氨基酚片中AP的檢測(cè)結(jié)果Table5TestresultsofAPinacetaminophenTablets標(biāo)示量（mg）測(cè)得值（mg）RSD（%）5004840.924894934結(jié)論本文制備了一個(gè)簡(jiǎn)單而靈敏的基于ACF/β-CD/GCE的AP電化學(xué)傳感器，利用循環(huán)伏安法和方波伏安法對(duì)AP進(jìn)行了電化學(xué)測(cè)試，結(jié)果顯示該傳感器對(duì)AP有較好的響應(yīng)信號(hào)。檢測(cè)線性范圍分別為1.0-20.0μmol/L和20.0-600.0μmol/L，檢出限為0.75μmol/L，該傳感器還具有良好的重現(xiàn)性、靈敏度和穩(wěn)定性，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)王會(huì)娟.基于石墨烯的電化學(xué)傳感器用于檢測(cè)酚類化合物—鄰苯二酚,對(duì)苯二酚,對(duì)乙酰氨基酚和對(duì)氨基酚[D].碩士畢業(yè)論文.河南大學(xué),2018.邱科先,劉曉芬.高效液相色譜法測(cè)定含對(duì)乙酰氨基酚,氫溴酸右美沙芬和琥珀酸多西拉敏的軟膠囊有關(guān)物質(zhì)[J].中國(guó)藥物經(jīng)濟(jì)學(xué).2022,17(03):121-124+128.張金磊,李海龍.分光光度法測(cè)定藥品中對(duì)乙酰氨基酚含量[J].廣州化工.2012,40(18):89-91+129.李聰,吳小玲,張彩霞,等.CdTe量子點(diǎn)增敏堿性魯米諾-高碘酸鉀流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測(cè)定對(duì)乙酰氨基酚[J].分析試驗(yàn)室.2014,33(02):129-132.邵爽,湯玉嬌,戴詩(shī)巖,等.基于空間阻滯的新型高靈敏電化學(xué)傳感器檢測(cè)三磷酸腺苷的研究[J].分析化學(xué).2018,46(02):254-259.SongD,LiY,LuX,etal.Palladium-coppernanowires-basedbiosensorfortheultrasensitivedetectionoforganophosphatepesticides[J].AnalyticaChimicaActa.2017,982:168-175.SitiAN,M.HMZ,M.SAMH,etal.Sensitiveelectrochemicaldetectionofcreatininebasedonelectrodepositedmolecularimprintingpolymermodifiedscreenprintedcarbonelectrode[J].Measurement.2023,210.NehruL,ChinnathambiS,FazioE,etal.ElectrochemicalSensingofSerotoninbyaModifiedMnO2-GrapheneElectrode[J].Biosensors.2020,10(4):33-33.王靜松.活性炭纖維在吸附領(lǐng)域的研究進(jìn)展[J].化工管理.2020,(13):95-96.趙明霞.高比表面積的活性炭纖維的制備及其應(yīng)用[D].碩士畢業(yè)論文.大連理工大學(xué),2023.田園,金政,孟鑫,等.活性炭纖維/聚苯胺復(fù)合材料的制備及電性能研究[J].化學(xué)與粘合,2021,43(04):269-271.曾凡龍,劉占蓮,韓芹,等.活性炭纖維/NiO/MnO2復(fù)合電極的結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能[J].紡織學(xué)報(bào),2013,34(10):1-5.何志山.β-環(huán)糊精修飾廢FCC觸媒負(fù)載Ni基催化劑及其強(qiáng)化C9石油樹(shù)脂加氫性能研究[D].碩士畢業(yè)論文.廣西大學(xué),2020.高慧霖.基于環(huán)糊精/石墨烯電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其氟蟲(chóng)腈快速檢測(cè)性能研究[D].碩士畢業(yè)論文.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院,2023.謝立成,陸秋娜,姜艷.基于β-環(huán)糊精的電化學(xué)手性傳感器的制備及應(yīng)用[J].常州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2023,35(03):23-29.畢青,董樹(shù)清,孫亞明,等.基于石墨烯量子點(diǎn)與β-環(huán)糊精的電化學(xué)手性傳感器識(shí)別酪氨酸對(duì)映異構(gòu)體[C].中國(guó)化學(xué)會(huì).中國(guó)化學(xué)會(huì)第七屆全國(guó)分子手性學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.中國(guó)科學(xué)院西北特色植物資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和甘肅省天然藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所,2015:86-87.張夢(mèng)婷.基于新型環(huán)糊精衍生復(fù)合材料的酚類電化學(xué)傳感器研究[D].碩士畢業(yè)論文.湘潭大學(xué),2023.NihalH.Kandeel,

ShereenA.Boltia,

MahaA.Hegazy,

HassanA.Hendawy,

Eco-FriendlyVoltammetricAnalysisofFlibanserinwithElectropolymerizedβ-CyclodextrinonCarbonSensors,[J].JournalofTheElectrochemicalSociety.2024,171(9).QINQ,BAIX,HUAZL.Electropolymerizationofaconductiveβ-cyclodextrinpolymeronreducedgrapheneox