一种辣椒中辣椒素的电化学检测方法技术

本发明专利技术公开了一种简便快速的辣椒素电化学检测方法。本发明专利技术结合吸附溶出伏安法可大幅提高检测灵敏度和示差脉冲伏安法可有效降低背景电流的优点，以未修饰丝网印刷碳电极为电极材料，采用示差脉冲‑吸附溶出伏安法，根据电化学响应信号与待测物浓度之间的线性关系，实现对辣椒素的简便、快速、准确的定量检测。该方法不依赖大型仪器设备，所用的未修饰丝网印刷碳电极制备简单、成本低廉，所述检测方法测定辣椒素灵敏度高、简便快速，可用于辣椒样品中辣椒素的测定，有望在辣椒素的检测分析及药用价值研究方面推广使用。

An electrochemical method for the determination of capsaicin in Capsicum

The invention discloses a simple and fast capsaicin electrochemical detection method. The invention combines the advantages of adsorptive stripping voltammetry which can greatly improve detection sensitivity and differential pulse voltammetry which can effectively reduce background current. Using unmodified screen printed carbon electrode as electrode material, the method of differential pulse adsorptive stripping voltammetry realizes simple, rapid and accurate quantification of capsaicin according to the linear relationship between electrochemical response signal and the concentration of the substance to be measured. Testing. This method does not depend on large-scale instruments and equipment, and the preparation of unmodified screen-printed carbon electrode is simple and low-cost. The method has high sensitivity, simplicity and rapidity. It can be used for the determination of capsaicin in pepper samples. It is hopeful to be popularized in the detection and analysis of capsaicin and the research of medicinal value.

【技术实现步骤摘要】
一种辣椒中辣椒素的电化学检测方法
本专利技术属于电化学检测领域，主要涉及一种简便快速的辣椒中辣椒素的电化学检测方法。
技术介绍
辣椒素(又名辣椒碱)是从辣椒属植物中得到的活性成分，是一种亲脂、无色无味的生物碱。辣椒中的辣椒素主要有辣椒素、二氢辣椒素、降二氢辣椒素、高辣椒素、高二氢辣椒素等。其中，辣椒素和二氢辣椒素约占辣椒素总量的90％，也提供了约90％的辣感和热感。辣椒素来源于纯天然植物辣椒，不仅作为一种辣味剂被广泛地应用于食品工业，同时也因其具有镇痛、消炎、止痒、抗氧化、抗菌等多种药理生理学活性而被应用于医药行业。此外，辣椒素还被广泛应用于食品保健、军事、生物农药、化工涂料等领域。因辣椒素具有极高的食用药用价值和经济价值，其应用开发已成为国内外的研究热点。随着人类对辣椒素以及辣椒制品的需求量日益增加，对辣味食品辣度评定及辣椒素含量检测已经成为食品行业和制药工业等领域的重要工作。因此，建立一种简便快捷的检测辣椒素的方法，对于辣椒品种的选育、辣椒制品的品质和食用药用价值的研究具有重要意义。目前，检测辣椒素的方法主要有紫外分光光度法、高效液相色谱-紫外检测法、高效液相色谱-荧光检测法、气相色谱-质谱联用法和液相色谱-质谱联用法。紫外分光光度法操作简单，耗时较短，但抗干扰能力较差。高效液相色谱-紫外检测法和荧光检测法具有良好的分离度，重复性好等优点，但仪器成本较高，体积大，不易实现微型化的现场检测。气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联用法检测灵敏度高，但仪器昂贵，且对操作人员技术要求较高，维护保养麻烦，难以普及使用。以上检测方法受灵敏度、成本以及专业性操作等条件限制，难以在辣椒素的实际检测分析中广泛应用。因此，建立一种低成本、简便快捷的辣椒素检测方法是十分必要的。电化学分析方法是仪器分析方法的重要组成部分之一。电化学分析方法是根据溶液中物质的电化学性质及变化规律，以电位、电导、电流和电量等电学量与被测物质量之间的计量关系为基础，对待测物进行定性和定量的仪器分析方法。应用电化学分析方法测定辣椒素有如下优点：设备简单、可移动性强，操作简便、检测快速，试剂和样品用量少，灵敏度高和选择性好等。目前，国内还没有关于采用未修饰丝网印刷碳电极(screen-printedcarbonelectrode,SPCE)为电极材料和示差脉冲-吸附溶出伏安法(differentialpulse-adsorptivestrippingvoltammetry,DP-AdSV)为检测方法定量辣椒素类物质的电化学方法的相关研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简便快速的辣椒素的电化学检测方法，并能用于辣椒样品中的辣椒素检测，解决了现有技术中存在的灵敏度低、检测成本高、检测时间长、操作步骤复杂等问题。本专利技术所述的电化学方法检测原理为：因辣椒素苯环上的2-甲氧基和酚羟基可在电极表面被氧化为邻苯醌类物质，利用DPV法记录电化学反应过程中的i-V曲线，其氧化峰电流与辣椒素浓度在一定范围内呈线性关系。据此，可实现辣椒素的定量分析。本专利技术中，所述SPCE包括一印制电极的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基片、PET基片上印制的导线外绝缘层和基片上一端的接口。在基片上印制一个圆形工作区域，区域内包括碳工作电极、Ag/AgCl参比电极和碳糊对电极，各电极通过导线与接口相连，并在表面覆盖一层绝缘膜。制备的SPCE用3.0mol/LNaOH溶液处理1小时后，用超纯水反复冲洗，室温下晾干备用。本专利技术的技术方案是：一种简便快速的辣椒中辣椒素的电化学检测方法，具体操作步骤如下：1)取新鲜辣椒研磨均质，准确称取0.2g加至12mL无水乙醇中，搅拌混匀。2)将装有步骤1)处理的50mL混合物的容量瓶置于超声清洗仪中，超声处理20分钟后使用磁力搅拌器搅拌2小时，使辣椒与无水乙醇充分混匀。3)将步骤2)得到的溶液在10000rpm、4℃离心10分钟，取上清液。用0.22μm滤膜过滤上清液，滤液涡旋混匀后取200μL至Ep管中，置于真空离心浓缩仪中干燥处理。4)将步骤3)干燥后的提取物用4mL含有HCl和支持电解质K2SO4的溶液进行复溶，涡旋混匀，得到工作液。5)所述SPCE与电化学工作站连接，将步骤4)得到的工作液置于10mL烧杯中。将SPCE的电极区域浸没于溶液中，施加-0.1V的富集电位，搅拌富集60s。停止搅拌并暂停13s后，使用DPV技术进行辣椒素的定量检测。DPV的参数设置为：低电位0.2V，高电位0.7V，振幅280mV，脉冲宽度0.03s，脉冲周期0.2s。更优的，所述HCl溶液浓度为100.0mmol/L，pH值为1.0。所述支持电解质K2SO4溶液浓度为250.0mmol/L。本专利技术所述辣椒素的电化学检测方法的有益效果如下：1)本专利技术所述的电化学检测方法，通过使用SPCE配合电化学检测方法对辣椒素进行定量测定，操作简单，价格低廉。2)本专利技术所述的电化学检测方法中所用的丝网印刷电极，制作成本低廉，制作过程简单、快速，可实现批量生产。SPCE为一次性使用电极，既避免了传统柱电极打磨抛光的时间精力损耗，又避免了柱电极重复使用过程中可能造成的实验交叉污染。3)本专利技术所述电化学检测方法结合AdSV可大幅提高检测灵敏度和DPV可有效降低背景电流的优点，无需对SPCE电极进行修饰便可对辣椒素进行简便、准确的定量。4)本专利技术所述的电化学检测方法，响应快速、操作简便，具有灵敏度高、精密度和准确度好的优点，可用于对辣椒素进行快速准确定量。5)本专利技术所述的电化学检测方法有望发展为普及使用的辣椒素测量装置,对辣椒及其制品中辣椒素的检测分析具有重要意义。附图说明图1为本专利技术丝网印刷碳电极的结构图及所述方法的检测原理图。图中1-工作电极，2-辅助电极，3-参比电极，4-绝缘膜，5-PET基板；虚线框中为所述方法的检测原理。图2为本专利技术丝网印刷碳电极对辣椒素的电化学响应以及富集处理前后电化学响应信号放大作用的对比。图中曲线a为稀释20倍的青椒样品超声提取物溶液的DPV曲线；曲线b为未富集处理的含10.0μmol/L的辣椒素溶液的DPV曲线；曲线c为在-0.1V的富集电位下搅拌富集60s后的含10.0μmol/L的辣椒素溶液的DPV曲线。图3为本专利技术缓冲液pH值影响氧化峰电流的曲线图。图中■代表辣椒素的氧化峰电流。图4为本专利技术支持电解质种类对氧化峰电流的影响曲线图。图中曲线A为在100.0mmol/L、pH1.0的HCl溶液中测得的辣椒素DPV曲线；曲线B为在添加250.0mmol/LKCl的100.0mmol/L、pH1.0的HCl溶液中测得的辣椒素DPV曲线；曲线C为在添加250.0mmol/LK2SO4的100.0mmol/L、pH1.0的HCl溶液中测得的辣椒素DPV曲线。图5为本专利技术富集电位对氧化峰电流的影响曲线图。图中■代表辣椒素的氧化峰电流。图6为本专利技术富集时间对氧化峰电流的影响曲线图。图中■代表辣椒素的氧化峰电流。图7为本专利技术中氧化峰电流对辣椒素浓度的标准曲线图。图中■代表辣椒素的氧化峰电流，c代表辣椒素浓度。具体实施方式本专利技术电化学工作站仅以CHI852C电化学工作站为例，其购自于上海辰华仪器有限公司。辣椒素和二氢辣椒素标准品购自于上海标准生物科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辣椒中辣椒素的电化学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对丝网印刷碳电极进行预处理。2)辣椒的前处理：取新鲜辣椒研磨均质，准确称取0.2g加至12mL无水乙醇中，搅拌混匀；将处理后的50mL混合物的容量瓶置于超声清洗仪中，超声处理20分钟后使用磁力搅拌器搅拌2小时，使辣椒与无水乙醇充分混匀；将得到的溶液在10000rpm、4℃离心10分钟，取上清液；用0.22μm滤膜过滤上清液，滤液涡旋混匀后取200μL至Ep管中，置于真空离心浓缩仪中干燥处理；用4mL含有HCl和支持电解质K2SO4的溶液进行复溶，涡旋混匀，得到工作液。3)所述丝网印刷碳电极与电化学工作站连接，将得到的工作液置于10mL烧杯中。将丝网印刷碳电极的电极区域浸没于溶液中，设定富集电位，并用磁力搅拌器搅拌。停止搅拌并暂停13s后，使用示差脉冲伏安法进行辣椒素的检测。

【技术特征摘要】
1.一种辣椒中辣椒素的电化学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对丝网印刷碳电极进行预处理。2)辣椒的前处理：取新鲜辣椒研磨均质，准确称取0.2g加至12mL无水乙醇中，搅拌混匀；将处理后的50mL混合物的容量瓶置于超声清洗仪中，超声处理20分钟后使用磁力搅拌器搅拌2小时，使辣椒与无水乙醇充分混匀；将得到的溶液在10000rpm、4℃离心10分钟，取上清液；用0.22μm滤膜过滤上清液，滤液涡旋混匀后取200μL至Ep管中，置于真空离心浓缩仪中干燥处理；用4mL含有HCl和支持电解质K2SO4的溶液进行复溶，涡旋混匀，得到工作液。3)所述丝网印刷碳电极与电化学工作站连接，将得到的工作液置于10mL烧杯中。将丝网印刷碳电极的电极区域浸没于溶液中，设定富集电位，并用磁力搅拌器搅拌。停止搅拌并暂停13s后，使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓清，周莹，丁敏，吕文静，陈霄，韩润川，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50