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黄酮类化合物槲皮素广泛存在于蔬菜、水果和许多植物中,具有很强的抗氧化性,能够削除体内过剩的超氧自由基,使DNA和细胞免受氧化损伤,具有抗肿瘤、抗炎、抗衰老等广泛的药理作用。由于槲皮素含有数目众多的电活性基团,其氧化机理十分复杂,目前国内外的研究尚很不深入。本文以含有0.5mol L-1KCl的Britton-Robinson缓冲溶液为底液,采用循环伏安法、微分脉冲伏安法等方法测试了槲皮素在玻碳电极(GCE)、石蜡—石墨粉末电极(PGPE)及碳纳米管修饰电极(CNTPE)三种不同结构的碳电极上的电化学行为,并结合现场薄层光谱电化学方法,研究了对槲皮素进行电化学检测的方法,探讨了槲皮素的电化学反应过程机理。 结果表明,槲皮素在上述三种电极表面均有较强的吸附,但吸附活性和电化学活性方面存在较大差异,按GCE、PGPE、CNTPE的顺序递增。尤其在CNTPE上的CV扫描曲线峰形更为明显,各个伏安电流峰增大,并出现新的伏安峰,表明碳纳米管对槲皮素的电化学过程具有非常强的吸附和电催化作用。而PGPE电极具有很好的数据稳定性,微分脉冲伏安法检测数据表明在2.0×10-8-4.0×10-6 mol L-1浓度范围内,槲皮素主氧化峰电流与浓度存在良好的线性关系,表明该电极可用于槲皮素的微量检测。 循环伏安现场薄层光谱电化学测试表明,槲皮素在PGPE上的电化学氧化呈现一种非常复杂的过程,其分子中5个羟基都表现出电化学活性,且反应过程都有质子的参与。在低电位下B环的两个供电子羟基首先发生两电子两质子参与的可逆的氧化反应,生成槲皮素邻醌。在电势扫描速度较慢时该邻醌可异构化为对醌亚甲基化物。C环C3羟基在稍高的电位发生不可逆的氧化过程,并且在后续的循环扫描过程中通过独特的产物吸附机理而成为主氧化峰。在高电位下继续发生与A环两个羟基有关的氧化反应,其可逆程度低。在电极电势的强烈作用下,槲皮素和其各种氧化产物的吸附和脱附随着电势扫描而周期性地发生。在大范围的循环电势扫描过程中最终氧化产物吸附在电极表面而阻塞了电极表面,从而阻碍了溶液中槲皮素的继续反应。实验中记录到一些有趣的伏安行为,可归属于槲皮素分子具有多个电活性基团。基于所获得的丰富的现场光谱电化学信息,文中对槲皮素各个电活性羟基的氧化机理进行了比较详细的讨论。