甲硝唑（MNZ）是一种抗生素类药物，主要用于治疗或预防厌氧菌引起的系统或局部感染，由于其结构简单、效果显著、价格便宜，是抗厌氧菌感染的首选药物，在医学中应用广泛，并由世界卫生组织推荐。一些不法商家在化妆品特别是祛痘产品中违禁添加 MNZ 成分，以达到短期、表面的效果。使用含 MNZ 的化妆品会诱发菌群失调、接触性皮炎、抗生素过敏等现象，长期大量使用则会损伤内脏，甚至危及生命，因此 MNZ 在我国化妆品管理规范中属于禁用成分。

  目前测定甲硝唑的主要方法有气相色谱法、电泳法、高效液相色谱 – 质谱联用法、光谱分析法、酶联免疫吸附检测法、TLC– 密度计法、荧光法等，这些方法普遍存在操作仪器复杂或灵敏度不高等问题。甲硝唑的硝基、羟基官能团具有氧化还原性质，根据其电化学活性而采用生物或纳米材料修饰电极检测甲硝唑已有报道，然而这些修饰电极的制备过程较为复杂、耗时较长。笔者采用循环伏安法研究甲硝唑在多壁碳纳米管修饰碳糊电极(MWCNTs-CPE) 上的电化学行为，建立了一种简单快捷的甲硝唑检测方法，应用该法测定祛痘爽肤水中甲硝唑的含量，结果准确、可靠。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

  电化学工作站：Ingsens-1030 掌上型，盈思仪器（广州）有限公司；

  三电极系统：碳糊电极 (CPE，Φ3 mm) 为工作电极，饱和甘汞 (SCE) 为参比电极，铂电极为对电极，上海辰华仪器有限公司；

  超声波清洗器：KQ-[**]J6000DE 型，江苏省昆山市超声仪器有限公司；

  pH 计：S–25 型，上海智光仪器仪表有限公司；甲硝唑标准品：纯度大于 99.8% ；

  多壁碳纳米管：质量分数大于 95% ；

  石墨粉：光谱纯，北京盈祥科技有限公司；石蜡油：色谱纯，北京盈祥科技有限公司；

  85% 磷酸、硼酸、乙酸：分析纯；

  祛痘爽肤水：市售；

  实验用水为去离子水。

1.2 溶液的配制

  BR 缓冲溶液：取少量去离子水于 100 mL 容量瓶中，依次加入 2.71 mL 85% 正磷酸、2.36 mL 冰乙酸、2.47 g H₃BO₃，用去离子水定容至标线，摇匀，于冰箱中冷藏。 使用时用 0.20 mol／L 的 HCl 或NaOH 溶液调至所需 pH 值。

甲硝唑标准溶液：1.0 mmol／L，称取 0.017 1 g甲硝唑标准品于 100 mL 容量瓶中，用少量的去离子水溶解并定容至标线，于冰箱冷藏，使用时用 BR缓冲溶液稀释至所需浓度即可。

  样品溶液：用注射器吸取祛痘爽肤水 4 mL，过孔径为 0.22 μm 的滤头，再用移液管准确移取续滤液 2.5 mL 于 25 mL 容量瓶中，用 pH 1.84 的 BR 缓冲液稀释并定容至标线，待测。

1.3 修饰碳糊电极的制作及预处理

将多壁碳纳米管、石墨粉、液体石蜡按 1∶7∶4的比例混合，研磨均匀，装入半径约为 1.5 mm 的玻璃管中，压紧，用铜丝做导线引出后用胶带固定，在平滑光洁的白纸上将电极表面磨平，抛光，将电极置于 BR 缓冲液中，以 200 mV／s 的扫描速度于 0～–0.6 V 循环扫描得到稳定的伏安曲线，活化和稳定电极。制作的修饰电极（MWCNTs-CPE）可长期使用，电极表面破损或更新时，只需推出小部分碳糊，在光滑的白纸上磨平，抛光，活化、稳定后即可使用。

1.4 实验方法

  取 20 mL 样品溶液于小烧杯中，插入 3 个电极系统，设定富集时间为 10 s，富极电位为 0 V，以 200 mV／s 作为扫描速度，在 0～–0.6 V 的电位区间内进行循环伏安扫描，记录峰电位、电流等信息。

2 结果与讨论

2.1 甲硝唑在碳糊电极上的电化学行为

  在 BR 缓冲液中，考察 100 μmol／L 的甲硝唑标准溶液在碳糊电极上的循环伏安图，见图 1。由图 1 可知，甲硝唑在 –0.4 V 电位左右有 1 个明显的还原峰。

2.2 修饰物及修饰量的确定

  分别以纳米 TiO₂、多壁碳纳米管、羟基化多壁碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管、原料土 + 插层剂（有机物）等为修饰物，按 1.3 方法制备修饰碳糊电极。结果发现，以多壁碳纳米管为修饰物的电极测量甲硝唑所得峰形较好，峰电流较大。考察不同电极（0 ~ – 0.6 V）上甲硝唑的伏安图，见图 2。由图 2可知，制备的修饰碳糊电极测量甲硝唑，所得峰电流与裸电极相比明显增高，说明多壁碳纳米管的多孔结构和量子效应等特性可能降低了电极界面上电化学反应所需要的能量势垒，甚至在碳糊电极上难以进行的电化学反应比较容易在多壁碳纳米管修饰电极上进行，电化学分析的灵敏度和选择性也得到进一步的提高。

2.3 缓冲溶液的选择

  分别选择混合磷酸盐、氯化钠、氨 – 氯化铵、硼酸 – 氯化钾、柠檬酸 – 磷酸氢二钠、乙酸 – 乙酸钠、柠檬酸钠 –NaOH、氢氧化钠、BR 等缓冲液作为底液，按 1.4 方法测量甲硝唑标准溶液。结果表明，在混合磷酸盐、柠檬酸钠 –NaOH 和 BR 3 种缓冲液中甲硝唑的峰形较好，其中在 BR 缓冲液中峰电流更高且更稳定，故选择 BR 缓冲液作为底液。

2.4 pH 的选择

选取适量 100 μmol／L 甲硝唑标准溶液，采用0.2 mol／L NaOH 溶液调节 pH，考察不同酸度（pH1.84～3.24）BR 缓冲液对甲硝唑峰电流的影响，见图 3。由图３可知，BR 缓冲液 pH 值为 1.84，即加入 NaOH 溶液调节 pH 时，峰形最好，峰电流较大，故选择 BR 溶液的 pH 值为 1.84。此外，甲硝唑的峰电位（Ep，Y）会随着 pH 值（X）的增大而负移，

Ep 与 pH 值有良好的线性关系，线性回归方程为Y = – 0.060 7X– 0.350 6，相关系数为 0.999 3，所以甲硝唑在该电极上的反应是一个等质子等电子的氧化还原反应过程。

2.5 扫描速度的选择

  按照 1.4 方法设置扫描速度（10～600 mV／s），观察甲硝唑峰电流和峰电位的变化情况，见图 4。由图 4 可知，峰电流随扫描速度的增大而增大，而相应的峰电位随扫描速度的增大向负方向移动。扫描速度过慢导致峰电流过小，扫描速度过快则充电电流过大，导致峰形不稳定，故选择 200 mV／s 的扫描速度。

2.6 线性方程及检出限

  按照 1.4 方法对不同浓度的甲硝唑标准溶液进行伏安扫描，以甲硝唑的浓度（c）为横坐标，峰电流（I）为纵坐标绘制标准工作曲线，线性回归方程为 I = – 7.186 2c – 2.516 4，甲 硝 唑 的 浓 度 在 10～500μmol／L 范围内与峰电流呈良好的线性关系，线性相关系数为 0.999 2。在上述条件下测定甲硝唑，根据 3 倍的信噪比（S／N）计算得方法检出限为 0.132μmol／L。

2.7 加标回收及精密度试验

  按 1.2 方法制备样品溶液，按照 1.4 实验方法进行伏安扫描，记录峰电流并代入标准工作曲线中进行计算，结果见表 1。由表 1 可知，样品加标回收率为 98.8%～102.4%，测定结果的相对标准偏差为1.3%～2.3%，说明该法准确度和精密度较高，满足分析要求。

3 结语

  建立了多壁碳纳米管修饰碳糊电极测定爽肤水中甲硝唑的电化学分析方法。研究了甲硝唑在多壁碳纳米管修饰碳糊电极上的伏安行为，依此测定祛痘爽肤水中的甲硝唑含量，方法简便、经济，结果准确、可靠。