一种以电化学聚合dl-天冬氨基酸修饰电极测试化妆品中熊果苷含量的方法
阅读说明：本技术 一种以电化学聚合dl-天冬氨基酸修饰电极测试化妆品中熊果苷含量的方法 (Method for testing content of arbutin in cosmetics by electrochemically polymerizing DL-aspartic acid modified electrode ) 是由 万军民 王倩易 彭志勤 王秉 于 2019-10-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及电化学测试领域,公开了一种以电化学聚合DL-天冬氨基酸修饰电极测试化妆品中熊果苷含量的方法,本发明先配制出DL-天冬氨酸溶液,以电化学聚合的方法制备出聚DL-天冬氨酸修饰玻碳电极,从而提高玻碳电极的电化学活性；以聚DL-天冬氨酸修饰的玻碳电极为电化学探针,利用氨基酸的等电点效应,使之与熊果苷发生反应,进而实验电流值的变化,最终实现对于化妆品中熊果苷含量的测定。利用电化学测试的方法,对人们日常生活中用到的化妆品中的成份进行测定,修饰电极的比表面积可增加电子的迁移率,有助于将化学信号转化为电信号。(The invention relates to the field of electrochemical test, and discloses a method for testing the arbutin content in cosmetics by using an electrochemical polymerization DL-aspartic acid modified electrode, wherein a DL-aspartic acid solution is prepared firstly, and a poly DL-aspartic acid modified glassy carbon electrode is prepared by using an electrochemical polymerization method, so that the electrochemical activity of the glassy carbon electrode is improved; the poly DL-aspartic acid modified glassy carbon electrode is used as an electrochemical probe, the isoelectric point effect of amino acid is utilized to enable the poly DL-aspartic acid modified glassy carbon electrode to react with arbutin, and then the change of a current value is tested, and finally the determination of the arbutin content in the cosmetic is realized. By using an electrochemical test method, the components in cosmetics used in daily life of people are measured, and the specific surface area of the modified electrode can increase the mobility of electrons and is beneficial to converting chemical signals into electric signals.)
技术领域
本发明涉及电化学测试领域，尤其涉及一种以电化学聚合DL-天冬氨基酸修饰电极测试化妆品中熊果苷含量的方法。
背景技术
熊果苷又名熊果素，是一种化学名称为对羟基苯-D-吡喃葡萄糖苷的新型天然活性皮肤脱色组分。熊果苷因为其美白效果好且无毒、副作用极小，所以广泛应用于美白类化妆品中。熊果苷是白色针状结晶或粉末，它的密度为1.556g/cm3，熔点为195-198℃，沸点为561.6℃。它是一种易溶于水的物质，可从熊果的叶子、虎耳草的全草、梨树枝、酸果蔓、越橘的叶子等许多植物中提取得到，也可以通过化学的方法合成。熊果苷具有较好的美白效果，能够有效祛除色斑，有一定的药理作用，同时还有杀菌、消炎的效果。
熊果苷主要作用是作为一些护肤霜、祛斑霜、高级珍珠膏、美白爽肤水、美白精华液等高级化妆品的原料之一，既可以做到美白护肤，又能起到消炎、杀菌的效果。同时，新型烧烫伤药主要成分也是熊果苷，其主要疗效是能够轻松迅速止痛，具有极强的消炎能力，使伤口愈合较快。
氨基酸是组成生物机体的一种功能大分子蛋白质，是一种含有氨基和羧基两种官能团的两性电解质，氨基酸分子结构中的氨基能够与H+反应，而羧基能够与OH-反应，因而可以表现出可以与碱性物质也可以与酸性物质反应的两种不同性质。氨基酸一般都具有亲水性和旋光性。采用氨基酸修饰电极首先要考虑的是所用氨基酸的等电点。顾名思义，等电点就是在无电场力作用下，使氨基酸在某溶液中电离出阳离子和阴离子的数目和趋势是一样的，在溶液中呈电中性，此时的溶液pH值就是氨基酸的等电点。因此，在不同pH值溶液当中，氨基酸的存在形式也各有不同。
DL-天冬氨酸是一种无色或白色无臭晶体，具有酸味但是无旋光性，约于280℃熔化并分解，溶于沸水，极难溶于水，在稀酸和氢氧化钠溶液中能够溶解，不溶于乙醇和***，是属于一种非必需氨基酸。DL-天冬氨酸在医药、食品和化工等方面有着广泛的用途。DL-天冬氨酸的等电点为2.77，当DL-天冬氨酸在pH值大于等电点的溶液当中时，溶液中的DL-天冬氨酸带负电可以接受H+；当DL-天冬氨酸在pH值小于等电点的溶液当中时，溶液中的DL-天冬氨酸可以电离出H+，带正电荷。要使DL-天冬氨酸的聚合效果更好，应该采用pH离等电点较远的修饰溶液，所以使用pH值为6.0的PBS缓冲溶液进行修饰。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种以电化学聚合DL-天冬氨基酸修饰电极测试化妆品中熊果苷含量的方法，本发明先配制出DL-天冬氨酸溶液，以电化学聚合的方法制备出聚DL-天冬氨酸修饰玻碳电极，从而提高玻碳电极的电化学活性；以聚DL-天冬氨酸修饰的玻碳电极为电化学探针，利用氨基酸的等电点效应，使之与熊果苷发生反应，进而实验电流值的变化，最终实现对于化妆品中熊果苷含量的测定。
本发明的具体技术方案为：一种以电化学聚合DL-天冬氨基酸修饰电极测试化妆品中熊果苷含量的方法，包括以下步骤：
步骤1：pH值为2.0-8.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)的配制：由0.1mol/LNaH2PO4和Na2HPO4标准溶液混合而成，配制比pH值为4.5要小的PBS缓冲溶液选用0.1mol/L的NaH2PO4溶液在pH调节计的作用下得到；其他的pH值的PBS溶液两者混合在pH调节计的作用下得到，密封保存，留作备用；
步骤2：DL-天冬氨酸溶液的制备：称取一定量的DL-天冬氨酸于称量纸中，将其加入到10mL的称量瓶中，再用干净的10mL的移液管量取pH＝6.0的PBS溶液于小瓶中溶解DL-天冬氨酸，配成DL-天冬氨酸溶液；
步骤3：玻碳电极的预处理：首先将裸玻碳电极在粒径为50nm的α-Al2O3抛光粉加水的条件下在抛光纸上打磨，然后用蒸馏水清洗干净并擦干，放入无水乙醇溶液中超声清洗5s-10s，再用蒸馏水清洗擦干；
步骤4：聚DL-天冬氨酸修饰电极的制备：将干净的电极放入之前配好的DL-天冬氨酸溶液当中，扫速为90-150mV/s，在-1.2V--2.5V窗口下扫描6-20圈，即可得到修饰的聚DL-天冬氨酸修饰电极；
步骤5：熊果苷分析标准品溶液的配制：将熊果苷分析标准品配制成1.0×10-3mol/L的标准溶液于25mL容量瓶中，用甲醇溶液定容至刻度线处，于阴凉条件下保存；
步骤6：美白成份熊果苷测试条件的探索：富集时间、测定底液、最佳pH值、扫描速率等参数的确定，测定工作曲线和检出限；
步骤7：熊果苷的含量测定：在拟合出工作曲线的条件下，测试不同含量的熊果苷的电化学现象，进而通过计算得到熊果苷的含量。
本发明先配制出DL-天冬氨酸溶液，以电化学聚合的方法制备出聚DL-天冬氨酸修饰玻碳电极，从而提高玻碳电极的电化学活性；以聚DL-天冬氨酸修饰的玻碳电极为电化学测试探针，利用氨基酸的等电点效应，使之与熊果苷发生反应，进而实现电流值的变化，最终实现对于化妆品中熊果苷含量的测定。
作为优选，步骤2中，DL-天冬氨酸溶液的制备：称取一定量的DL-天冬氨酸于称量纸中，将其加入到10mL的称量瓶中，再用干净的10mL的移液管量取pH＝6.0的PBS溶液于小瓶中溶解DL-天冬氨酸，配成DL-天冬氨酸溶液。
作为优选，步骤4中，聚DL-天冬氨酸修饰玻碳电极的制备：DL-天冬氨酸溶液的浓度为0.1～0.3mol/L，扫速范围为90-150mV/s，在-1.2V--2.5V窗口下扫描6-20圈。
作为优选，步骤5中，熊果苷分析标准品配制成浓度为1.0×10-3mol/L，存放温度保持在25℃左右。
作为优选，步骤6中，测定底液为2.0的PBS缓冲溶液，每次添加量为10ml；富集时间最终确定为120s-180s；最佳pH值为2.0。
步骤6中，对于富集时间的考察：首先，应该用小浓度的测试样品进行测试。按照之前的修饰方法，先把玻碳电极进行修饰得到聚DL-天冬氨酸修饰玻碳电极；在修饰的同时，用移液管量取10mL的pH值为2.0的PBS于干净的小瓶中，用50μL微量进样器量取10μL熊果苷标准溶液(1.0×10-3mol/L)放入之前的小瓶中，配成1.0×10-6mol/L的测试溶液。将修饰电极放入pH值为2.0的PBS空白溶液中扫描空白20圈，以实现测试基线的稳定。待基线稳定以后，将电极用蒸馏水清洗并用滤纸擦干放入含有熊果苷(1.0×10-6mol/L)的测试溶液当中。断开电极，开路搅拌富集30s，夹上电极测试，测试了30s-300s的富集时间，得到了不同的电流值，综合比较得到最佳富集时间。
对于测定底液的选择：相同浓度条件下，在碱性溶液当中熊果苷基本上不具备电化学活性，无法测试出氧化峰或还原峰；在酸性溶液当中熊果苷的电化学活性可以通过峰电流值直观的表现出来。所以，就尝试不同浓度的酸性物质进行测试。在相同浓度的熊果苷分别将0.1mol/L的H2S04溶液、0.1mol/L的KNO3溶液、0.1mol/L的HCl溶液、pH值为2.0-4.0的PBS缓冲溶液的作为测定底液进行电化学性能测试。
最佳pH值和扫描速率的确定：保持相同浓度之下，控制其他变量度相同，分别以不同pH值和扫描速率对熊果苷分析标准溶液进行电化学测试。
与现有技术对比，本发明的有益效果是：
1、本发明在裸玻碳电极上修饰了具有一定电化学活性的聚DL-天冬氨酸，有利于提高等电子等质子的反应效率；
2、本发明采用电化学聚合的方法在玻碳电极上聚合了DL-天冬氨酸，有助于扩大测试电极的比表面积，提高传感器的灵敏度，增加电子的传输途径。
3、本发明利用聚DL-天冬氨酸修饰玻碳电极，不仅改变了修饰方式，提高了传感材料的稳定性，还改善了电极的一些性质，有利于电子的传递，提高传感器的效率。
4、本发明尝试利用电化学测试的方法，对人们日常生活中用到的化妆品中的成份进行测定，修饰电极的比表面积可增加电子的迁移率，有助于将化学信号转化为电信号。如果可以在这一方向发展并加以利用，也将会促进我国日用品行业的发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
1)pH值为2.0-8.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)的配制
由0.1mol/LNaH2PO4和Na2HPO4标准溶液混合而成，配制比pH值为4.5要小的PBS缓冲溶液选用0.1mol/L的NaH2PO4溶液在pH调节计的作用下得到；其他的pH值的PBS溶液两者混合在pH调节计的作用下得到，密封保存，留作备用；
2)DL-天冬氨酸溶液的制备
称取0.0027gDL-天冬氨酸于称量纸中，将其加入到10mL的称量瓶中，再用干净的10mL的移液管量取pH6.0的PBS溶液于小瓶中溶解DL-天冬氨酸，配成浓度为0.1mol/L的DL-天冬氨酸溶液；
3)玻碳电极的预处理
首先将裸玻碳电极在粒径为50nm的α-Al2O3抛光粉加水的条件下在抛光纸上打磨，然后用蒸馏水清洗干净并擦干，放入无水乙醇溶液中超声清洗5s，再用蒸馏水清洗擦干；
4)聚DL-天冬氨酸修饰电极的制备
将干净的电极放入之前配好的DL-天冬氨酸溶液当中，扫速为100mV/s，在-1.2V--2.5V窗口下扫描10圈，即可得到修饰的聚DL-天冬氨酸修饰电极；
5)熊果苷分析标准品溶液的配制
将熊果苷分析标准品配制成1.0×10-3mol/L的标准溶液于25mL容量瓶中，用甲醇溶液定容至刻度线处，置于阴凉条件下保存；
6)美白成份熊果苷测试条件的探索
在测定底液为pH值为2.0的含有熊果苷分析标准品3.0×10-5mol/L的PBS溶液中对修饰电极进行富集150s，然后在扫描速率为100mV/s时，测定工作曲线和检出限，得到工作曲线为：ipa(10-6A)＝0.24776C(10-6mol/L)+0.62242；检出限范围为3.0×10-7--4.0×10- 5mol/L；
7)某国厂品牌爽肤水中熊果苷的含量测定
在拟合出工作曲线的条件下，测试某国产品牌护肤品爽肤水中熊果苷在修饰电极上的电化学现象，首先将修饰电极分别在空白、爽肤水30μL、爽肤水30μL+分析标准品20μL、爽肤水30μL+分析标准品60μL中进行测试，实际样品爽肤30μL对应的浓度为4.55×10-6mol/L、爽肤水30μL+熊果苷分析标准品20μL对应浓度为6.52×10-6mol/L、爽肤水30μL+熊果苷分析标准品60μL对应浓度为1.065×10-5mol/L，由此推算得到某国产品牌爽肤水中的熊果苷浓度为1.5167×10-3mol/L。
实施例2
1)pH值为2.0-8.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)的配制
由0.1mol/LNaH2PO4和Na2HPO4标准溶液混合而成，配制比pH值为4.5要小的PBS缓冲溶液选用0.1mol/L的NaH2PO4溶液在pH调节计的作用下得到；其他的pH值的PBS溶液两者混合在pH调节计的作用下得到，密封保存，留作备用；
2)DL-天冬氨酸溶液的制备
称取0.0054gDL-天冬氨酸于称量纸中，将其加入到10mL的称量瓶中，再用干净的10mL的移液管量取pH6.0的PBS溶液于小瓶中溶解DL-天冬氨酸，配成浓度为0.2mol/L的DL-天冬氨酸溶液；
3)玻碳电极的预处理
首先将裸玻碳电极在粒径为50nm的α-Al2O3抛光粉加水的条件下在抛光纸上打磨，然后用蒸馏水清洗干净并擦干，放入无水乙醇溶液中超声清洗10s，再用蒸馏水清洗擦干；
4)聚DL-天冬氨酸修饰电极的制备
将干净的电极放入之前配好的DL-天冬氨酸溶液当中，扫速为150mV/s，在-1.2V--2.5V窗口下扫描8圈，即可得到修饰的聚DL-天冬氨酸修饰电极；
5)熊果苷分析标准品溶液的配制
将熊果苷分析标准品配制成1.0×10-3mol/L的标准溶液于25mL容量瓶中，用甲醇溶液定容至刻度线处，于阴凉条件下保存；
6)美白成份熊果苷测试条件的探索
在测定底液为pH值为2.0的含有熊果苷分析标准品3.0×10-5mol/L的PBS溶液中对修饰电极进行富集120s，然后在扫描速率为150mV/s时，测定工作曲线和检出限，得到工作曲线为：ipa(10-6A)＝0.24686C(10-6mol/L)+0.48654；检出限范围为5.0×10-7--4.0×10- 5mol/L；
7)某国产精华液中熊果苷的含量测定
在拟合出工作曲线的条件下，测试某国产品牌精华液中熊果苷在修饰电极上的电化学现象，首先将修饰电极在空白、精华液30μL、精华液30μL+分析标准品50μL、精华液30μL+分析标准品70μL中分别进行测试，得到实际样品精华液30μL对应的浓度为5.11×10-6mol/L、精华液30μL+熊果苷分析标准品50μL对应浓度为1.072×10-5mol/L、精华液30μL+熊果苷分析标准品70μL对应浓度为1.323×10-5mol/L，进而通过计算得到某国产品牌精华液中熊果苷的浓度为1.7033×10-3mol/L。
实施例3
1)pH值为2.0-8.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)的配制
由0.1mol/LNaH2PO4和Na2HPO4标准溶液混合而成，配制比pH值为4.5要小的PBS缓冲溶液选用0.1mol/L的NaH2PO4溶液在pH调节计的作用下得到；其他的pH值的PBS溶液两者混合在pH调节计的作用下得到，密封保存，留作备用；
2)DL-天冬氨酸溶液的制备
称取0.0027gDL-天冬氨酸于称量纸中，将其加入到10mL的称量瓶中，再用干净的10mL的移液管量取pH6.0的PBS溶液于小瓶中溶解DL-天冬氨酸，配成浓度为0.1mol/L的DL-天冬氨酸溶液；
3)玻碳电极的预处理
首先将裸玻碳电极在粒径为50nm的α-Al2O3抛光粉加水的条件下在抛光纸上打磨，然后用蒸馏水清洗干净并擦干，放入无水乙醇溶液中超声清洗5s，再用蒸馏水清洗擦干；
4)聚DL-天冬氨酸修饰电极的制备
将干净的电极放入之前配好的DL-天冬氨酸溶液当中，扫速为100mV/s，在-1.2V--2.5V窗口下扫描8圈，即可得到修饰的聚DL-天冬氨酸修饰电极；
5)熊果苷分析标准品溶液的配制
将熊果苷分析标准品配制成1.0×10-3mol/L的标准溶液于25mL容量瓶中，用甲醇溶液定容至刻度线处，于阴凉条件下保存；
6)美白成份熊果苷测试条件的探索
在测定底液为pH值为2.0的含有熊果苷分析标准品3.0×10-5mol/L的PBS溶液中对修饰电极进行富集90s，然后在扫描速率为100mV/s时，测定工作曲线和检出限，得到工作曲线为：ipa(10-6A)＝0.23956C(10-6mol/L)+0.95869；检出限范围为7.0×10-7--4.0×10- 5mol/L；
7)某国产品牌乳液中熊果苷的含量测定
在拟合出工作曲线的条件下，测试某国产品牌乳液中熊果苷在修饰电极上的电化学现象，首先将修饰电极在空白、乳液30μL、乳液30μL+分析标准品40μL、乳液30μL+分析标准品60μL中分别进行测试，得到实际样品乳液30μL对应的浓度为4.86×10-6mol/L、乳液30μL+熊果苷分析标准品40μL对应浓度为8.754×10-6mol/L、乳液30μL+熊果苷分析标准品60μL对应浓度为1.047×10-5mol/L，进而通过计算得到某国产品牌乳液中熊果苷的浓度为1.6643×10-3mol/L。
本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
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