石墨烯/铋复合膜修饰玻碳电极检测板蓝根中的铅和镉
吴敏等
关键词 石墨烯； 铋膜； 铅； 镉； 化学修饰电极
1 引 言
重金属离子，如Cd， Pb， Hg， Cr以及类金属As等，进入人体后，能与体内有机成分结合成金属络合物或金属螯合物，从而对人体器官、组织产生危害[1～3]。作为传统中医药特有药物的中草药，随着环境污染的日益增重，普遍面临着重金属离子超标的窘境[4]。中草药的重金属污染主要来源于其生长的地理环境、加工炮制、提取溶媒、工艺设备以及接触器皿等方面[5]。中草药中的重金属离子的超标，造成我国中草药质量严重下降，不仅影响传统中医的有效传承，而且阻碍了中草药现代化及出口，部分国家已对中成药中重金属离子含量做出了限制，因此迫切需要建立灵敏、快速、高效地检测中草药中重金属离子含量的方法[6，7]。
目前，用于痕量重金属检测的方法主要有原子吸收光谱、原子荧光光谱、电感耦合等离子体质谱法、紫外可见分光光度法等[8]。这些方法所需仪器一般较昂贵，运行费用高，需要具备熟练的操作经验和足够的工作空间[9～11]。有些方法的前处理过程复杂，不能进行多组分或多元素分析，或者因干扰而无法测定[12]。相对于传统的分析手段，电化学传感方法具有检测速度快、操作简便、无需复杂前处理、成本较低等优势，因此，开发检测重金属离子的电化学传感方法具有比较重要的意义[13～15]。石墨烯是2004年被发现的一种新型二维平面碳纳米材料，其特殊的单原子层结构赋予其独特、优良的理化特性。石墨烯具有良好的电化学传导性能、比碳纳米管更高的比表面积[16，17]，在电化学传感器中具有重要的应用前景，是当前的热点研究领域[18，19]。许多文献报道了将石墨烯用于重金属的检测，如唐逢杰等用石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅，取得了比较好的效果[20]；Wang等利用石墨烯修饰电极测定Cu2+、Pb2+ 和Cd2+，检出限低，重现性好[21]。
本实验采用石墨烯修饰玻碳电极（GRGCE），一次性将金属Bi和重金属Pb2+ 和Cd2+电沉积到GRGCE上， 最后用阳极溶出法测定Pb2+ 和Cd2+，具有较好的灵敏度和稳定性。用本方法测定板蓝根中的Pb2+ 和Cd2+，结果令人满意。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
CHI 660E型电化学工作站（上海辰华仪器公司）；JEM2100透射电子显微镜（TEM，日本电子公司）。实验采用三电极系统：工作电极为玻碳电极（GCE，φ=3 mm）或修饰电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂丝。
石墨粉（纯度>95%）、硝酸铋、N，N二甲基甲酰胺（DMF）、CdCl2、Pb（NO3）2均购于国药集团化学试剂有限公司（上海），纯度均为分析纯。所用水为超纯水（电阻率≥18.25 MΩ·cm，美国Millipore公司超纯水仪），0.1 mol/L醋酸缓冲溶液用HAc和NaAc配制，并用0.1 mol/L NaOH或HAc调节pH值。所用试剂均为分析纯。
References
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目前，用于痕量重金属检测的方法主要有原子吸收光谱、原子荧光光谱、电感耦合等离子体质谱法、紫外可见分光光度法等[8]。这些方法所需仪器一般较昂贵，运行费用高，需要具备熟练的操作经验和足够的工作空间[9～11]。有些方法的前处理过程复杂，不能进行多组分或多元素分析，或者因干扰而无法测定[12]。相对于传统的分析手段，电化学传感方法具有检测速度快、操作简便、无需复杂前处理、成本较低等优势，因此，开发检测重金属离子的电化学传感方法具有比较重要的意义[13～15]。石墨烯是2004年被发现的一种新型二维平面碳纳米材料，其特殊的单原子层结构赋予其独特、优良的理化特性。石墨烯具有良好的电化学传导性能、比碳纳米管更高的比表面积[16，17]，在电化学传感器中具有重要的应用前景，是当前的热点研究领域[18，19]。许多文献报道了将石墨烯用于重金属的检测，如唐逢杰等用石墨烯修饰铂电极传感器测定水中微量重金属镉和铅，取得了比较好的效果[20]；Wang等利用石墨烯修饰电极测定Cu2+、Pb2+ 和Cd2+，检出限低，重现性好[21]。
本实验采用石墨烯修饰玻碳电极（GRGCE），一次性将金属Bi和重金属Pb2+ 和Cd2+电沉积到GRGCE上， 最后用阳极溶出法测定Pb2+ 和Cd2+，具有较好的灵敏度和稳定性。用本方法测定板蓝根中的Pb2+ 和Cd2+，结果令人满意。
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