Nghiên cứu xác định chọn lọc điện hóa axit uric trên điện cực biến tính nano compozit rGO/PDA-Cu/CuNPs

3761(1) 1.2019
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ 
Đặt vấn đề
Axít uric (UA) - một phân tử oxypurin rất quan trọng 
trong cơ thể và là sản phẩm cuối cùng của quá trình chuyển 
hóa purin. UA với nồng độ cao trong máu là dấu hiệu của 
một số bệnh như gút, tăng UA máu và các bệnh liên quan 
khác [1-3]. Vì vậy, xác định nồng độ UA trong mẫu sinh học 
đóng một vai trò quan trọng trong phân tích lâm sàng. Trong 
những năm gần đây, phương pháp phân tích điện hóa để xác 
định UA đã được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm do có 
độ nhạy cao và quy trình phân tích đơn giản [4]. Tuy nhiên, 
phân tích điện hóa UA trên điện cực không biến tính gặp 
nhiều hạn chế như: độ nhạy và độ lặp lại kém, bị ảnh hưởng 
bởi các hợp chất khác có khả năng oxy hóa điện hóa cùng 
tồn tại trong mẫu sinh học như axit ascobic (AA), dopamin 
(DA). Tín hiệu điện hoá của DA, AA và UA trên điện cực 
không biến tính thường xen phủ nhau, vì vậy rất khó định 
lượng chính xác UA. Xu hướng phân tích điện hoá hiện đại 
xác định UA, DA và AA thường sử dụng điện cực biến tính 
bằng các vật liệu khác nhau như polyme dẫn [5], hạt nano 
kim loại [6-10], hoặc vật liệu cacbon cấu trúc nano (ống 
nano cacbon và graphen) [10, 11], hoặc polydopamin [12] 
để biến tính bề mặt điện cực.
 Trong bài báo này, màng compozit của graphen oxít 
khử bằng điện hóa (rGO), polydopamin-Cu (PDA-Cu) và 
hạt nano Cu (CuNPs) được sử dụng để biến tính điện cực 
than thủy tinh (GCE) nhằm xác định chọn lọc UA và loại 
bỏ ảnh hưởng của DA và AA khi có mặt đồng thời trong 
dung dịch phân tích. Với việc sử dụng màng compozit của 
polydopamin-Cu và CuNPs đã làm tăng đáng kể độ nhạy và 
độ chọn lọc của phép phân tích UA.
Thực nghiệm
Hóa chất và thiết bị
Các hoá chất và thiết bị dùng trong nghiên cứu gồm UA, 
DA, CuCl
2
, bột graphit và các hóa chất vô cơ khác thuộc loại 
tinh khiết phân tích (Hãng Sigma-Aldrich, Đức). Graphen 
oxit (GO) được điều chế theo phương pháp Hummer từ bột 
graphit. Các dung dịch được chuẩn bị dùng nước deion bằng 
thiết bị Mili-Q (Barnstead, Mỹ). Các phép đo điện hóa được 
thực hiện trên thiết bị điện hóa đa năng Autolab (AUT302N, 
AUTOLAB, Eco Chemie B.V., Hà Lan). Bình đo điện hóa 
gồm điện cực sánh Ag/AgC1 (NaCl 3M), điện cực phụ trợ 
platin, điện cực làm việc là điện cực than thủy tinh có đường 
kính 2 mm (6.1204.110 GC, Metrohm, Thụy Sỹ). Ảnh SEM 
và phổ EDS của vật liệu được thực hiện trên máy FE-SEM 
Hitachi S-4800 (M: x25 - x800.000, d=1 nm, U=0,5-30 kV) 
được trang bị hệ thống ghi phổ EDS. 
Chế tạo vật liệu GO
GO được tổng hợp từ bột graphit sử dụng phương pháp 
Hummer [13]. Quy trình điều chế GO tóm tắt như sau: 
graphit (1 g), natri nitrat (NaNO
3
, 0,5 g) và axit sunfuric đặc 
(H
2
SO
4
 98%, 23 ml) được lấy vào bình 500 ml giữ ở 5oC, 
Nghiên cứu xác định chọn lọc điện hóa axit uric 
trên điện cực biến tính nano compozit rGO/PDA-Cu/CuNPs
Bùi Thị Phương Thảo1, Dương Thu Hà2, Đỗ Phúc Quân2*, Trần Đại Lâm3 
Tóm tắt:
Điện cực than thủy tinh (GCE) biến tính với graphen oxit khử (rGO), polydopamin (PDA) và hạt nano đồng (GCE/
rGO/PDA-Cu/CuNPs) được chế tạo bằng phương pháp điện hóa sử dụng von-ampe vòng (CV) để xác định axit uric 
(UA). Đặc tính lý hóa của điện cực biến tính được đánh giá bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) và 
CV. Đáp ứng điện hóa von-ampe xung vi phân (DPV) của UA trên điện cực biến tính được thực hiện trong dung dịch 
đệm 0,1M phốt phát (pH=7) cho thấy mối quan hệ giữa cường độ dòng anốt và nồng độ của UA trong khoảng tuyến 
tính từ 11,9 đến 393 μM. Điện cực biến tính có thể được áp dụng để xác định điện hóa UA trong các mẫu nước tiểu 
với độ nhạy và độ tin cậy cao.
Từ khóa: axit uric, graphen oxit, hạt nano đồng, nước tiểu, polydopamin.
Chỉ số phân loại: 2.4
*Tác giả liên hệ: Email: doquan@vnu.edu.vn 
1 Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì
2Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 
3Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Ngày nhận bài 2/11/2018; ngày chuyển phản biện 5/11/2018; ngày nhận phản biện 3/12/2018; ngày chấp nhận đăng 7/12/2018
3861(1) 1.2019
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
khuấy trong 5 phút. Thêm từng lượng nhỏ KMnO
4
 (3 g) vào 
bình trên. Hỗn hợp phản ứng được giữ ở 5oC trong vòng 
2h, sau đó tăng dần nhiệt độ đến 35oC và khuấy hỗn hợp tại 
nhiệt độ này trong 30 phút. Thêm 46 ml nước deion vào hỗn 
hợp và gia nhiệt đến 98oC, khuấy tiếp trong vòng 30 phút. 
Cuối cùng, 140 ml nước deion và 10 ml dung dịch H
2
O
2
10% được thêm vào hỗn hợp. Màu của dung dịch phân tán 
chuyển từ đen sang vàng chanh. Sản phẩm tổng hợp được 
lọc và rửa lại bằng dung dịch HCl (5% theo khối lượng) và 
nước deion. GO thu được từ quá trình tổng hợp trên được 
sấy khô ở 60oC trong 12h.
Chế tạo điện cực biến tính GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs
Điện cực GCE dùng trong nghiên cứu được đánh bóng 
bằng bột nhôm oxit cỡ hạt 0,3 µm. Sau đó rửa điện cực bằng 
cồn tuyệt đối và nước deion, rung siêu âm trong 30 giây trong 
nước deion để loại bỏ các tạp chất bám trên bề mặt điện cực. 
Điện cực GCE sau đó được làm sạch bằng quét von-ampe 
vòng (CV) ở thế từ -0,6 đến 0,8 V với 6 vòng quét, tốc độ quét 
100 mV/s trong dung dịch H
2
SO
4
 1M. Khả năng hoạt động 
điện hoá của điện cực sau khi làm sạch được kiểm tra khả 
năng điện hoạt bằng CV trong dung dịch gồm feroxyanua 1 
mM và KCl 0,1M ở thế từ -0,3 đến 0,5 V với tốc độ quét 100 
mV/s. Lấy 3 µl dung dịch GO (1 mg/ml) phân tán trong nước 
deion phủ lên bề mặt điện cực GCE. Khử điện hóa GO trong 
dung dịch NaCl 0,5M bằng phương pháp CV trong khoảng 
thế từ -1,5 đến +0,5 V với 10 vòng quét thế, tốc độ quét 100 
mV/s. Điện cực GCE/GO sau khi khử điện hóa được ký hiệu 
là GCE/rGO. Màng PDA-Cu được tổng hợp lên GCE/rGO 
dùng phương pháp CV trong khoảng thế từ -0,3 đến +0,5 V, 
tốc độ quét 10 mV/s với số vòng quét CV khảo sát từ 2 đến 
12 vòng. Dung dịch điện phân gồm DA 10 mM và CuCl
2 
thay 
đổi từ 10 đến 40 mM. Điện cực GCE/rGO/PDA-Cu tiếp tục 
được kết tủa hạt nano đồng bằng CV trong dung dịch chứa 
Cu2+ với nồng độ 3 mM trong H
2
SO
4
 0,1M với 10 vòng quét 
ở khoảng thế từ -0,5 đến +0,7 V, tốc độ quét 50 mV/s. Điện 
cực biến tính được ký hiệu là GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs. 
Phương pháp DPV được sử dụng để đánh giá đáp ứng điện 
hóa của các điện cực biến tính. Các điện cực biến tính được 
rửa bằng nước deion và dùng để khảo sát và xác định UA 
trong mẫu nước tiểu.
Phân tích mẫu nước tiểu
Mẫu nước tiểu lấy trong 24h được trộn đều bằng rung 
siêu âm trong 15 phút, sau đó đem pha loãng với đệm PBS 
pH=7 theo tỷ lệ nước tiểu:đệm PBS là 3:500 và tiến hành xác 
định UA theo phương pháp thêm chuẩn. Nồng độ UA trong 
dung dịch thêm chuẩn là 10-3M.
Kết quả và thảo luận
Tổng hợp điện hóa điện cực biến tính GCE/rGO/PDA-
Cu/CuNPs
Kết quả tổng hợp điện hóa PDA-Cu trên điện cực GCE/
rGO bằng CV trên hình 1A cho thấy, có sự xuất hiện 2 pic 
anốt tại thế 0,0 và 0,25 V tương ứng với quá trình oxy hóa 
của Cu0 thành Cu2+ và DA thành PDA. Khi quét thế theo 
chiều catốt có pic khử tại thế -0,04 V ứng với quá trình khử 
của Cu2+ thành Cu0. Quá trình kết tủa CuNPs trên điện cực 
GCE/rGO/PDA-Cu trong hình 1B cho thấy, chỉ xuất hiện 
cặp tín hiệu oxy hóa khử của Cu2+. Như vậy, PDA không 
tham gia vào quá trình oxy hóa điện hóa. Để so sánh khả 
năng điện hoạt của các điện cực biến tính bằng vật liệu 
khác nhau, dùng phương pháp khảo sát CV trong dung dịch 
[Fe(CN)
6
]4- cho thấy cường độ dòng oxy hóa khử của Fe2+/
Fe3+ giảm dần theo thứ tự GCE/rGO > GCE/rGO/PDA-Cu/
CuNPs > GCE/rGO/PDA-Cu. Mặc dù điện cực GCE/rGO 
Electrochemical determination of 
uric acid on rGO/PDA-Cu/CuNPs 
nanocomposite modified electrodes
Thi Phuong Thao Bui1, Thu Ha Duong2, 
Phuc Quan Do2*, Dai Lam Tran3
1Viet Tri University of Industry
2University of Science, Vietnam National University, Hanoi
3Graduate University of Science and Technology, 
Vietnam Academy of Science and Technology
Received 2 November 2018; accepted 7 December 2018
Abstract:
A glassy carbon electrode (GCE) modified with reduced 
graphene oxide (rGO), polydopamine (PDAs), and 
copper nanoparticles (GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs) 
was successfully fabricated by the electrochemical 
method using cyclic voltammetry (CV) for selective 
determination of uric acid (UA). Physicochemical 
characteristics of modified electrodes were evaluated 
by means of scanning electron microscopy (SEM) and 
CV. Electrochemical measurements by pulse differential 
voltammetry (DPV) of UA on the modified electrode were 
performed in the 0.1M phosphate buffer solution (pH 7); 
the results showed a relationship between the intensity of 
the anode current and the UA concentrations within the 
linear range from 11.9 to 393 μM. The modified electrode 
can be applied for electrochemical determination of the 
UA in urine samples with high sensitivity and reliability.
Keywords: copper nanoparticles, graphene oxide, 
polydopamine, uric acid, urine.
Classification number: 2.4
3961(1) 1.2019
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ 
có khả năng điện hoạt cao nhất, nhưng do độ ổn định và độ 
chọn lọc điện hóa với chất phân tích thấp nên không được 
sử dụng trong xác định UA. Vì vậy, GCE/rGO/PDA-Cu/
CuNPs được lựa chọn để xác định UA. 
3 
trong dung dịch H2SO4 1M. Khả năng hoạt động điện hoá của điện cực sau khi làm sạch được 
kiểm tra khả năng điện hoạt bằng CV trong dung dịch gồm feroxyanua 1 mM và KCl 0,1M ở thế 
từ -0,3 đến 0,5 V với tốc độ quét 100 mV/s. Lấy 3 µl dung dịch GO (1 mg/ml) phân tán trong 
nước deion phủ lên bề mặt điện cực GCE. Khử điện hóa GO trong dung dịch NaCl 0,5M bằng 
phương pháp CV trong khoảng thế từ -1,5 đến +0,5 V với 10 vòng quét thế, tốc độ quét 100 
mV/s. Điện cực GCE/GO sau khi khử điện hóa được ký hiệu là GCE/rGO. Màng PDA-Cu được 
tổng hợp lên GCE/rGO dùng phương pháp CV trong khoảng thế từ -0,3 đến +0,5 V, tốc độ quét 
10 mV/s với số vòng quét CV khảo sát từ 2 đến 12 vòng. Dung dịch điện phân gồm DA 10 mM 
và CuCl2 thay đổi từ 10 đến 40 mM. Điện cực GCE/rGO/PDA-Cu tiếp tục được kết tủa hạt nano 
đồng bằng CV trong dung dịch chứa Cu2+ với nồng độ 3 mM trong H2SO4 0,1M với 10 vòng 
quét ở khoảng thế từ -0,5 đến +0,7 V, tốc độ quét 50 mV/s. Điện cực biến tính được ký hiệu là 
GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs. Phương pháp DPV được sử dụng để đánh giá đáp ứng điện hóa của 
các điện cực biến tính. Các điện cực biến tính được rửa bằng nước deion và dùng để khảo sát và 
xác định UA trong mẫu nước tiểu. 
Phân tích m ẫu n ước tiểu 
Mẫu nước tiểu lấy trong 24h được trộn đều bằng rung siêu âm trong 15 phút, sau đó đem pha 
loãng với đệm PBS pH=7 theo tỷ lệ nước tiểu:đệm PBS là 3:500 và tiến hành xác định UA theo 
phương pháp thêm chuẩn. Nồng độ UA trong dung dịch thêm chuẩn là 10-3M. 
Kết quả và thảo luận 
Tổng hợp điện hóa điện cực biến tính GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs 
Kết quả tổng hợp điện hóa PDA-Cu trên điện cực GCE/rGO bằng CV trên hình 1A cho 
thấy, có sự xuất hiện 2 pic anốt tại thế 0,0 và 0,25 V tương ứng với quá trình oxy hóa của Cu0 
thành Cu2+ và DA thành PDA. Khi quét thế theo chiều catốt có pic khử tại thế -0,04 V ứng với 
quá trình khử của Cu2+ thành Cu0. Quá trình kết tủa CuNPs trên điện cực GCE/rGO/PDA-Cu 
trong hình 1B cho thấy, chỉ xuất hiện cặp tín hiệu oxy hóa khử của Cu2+. Như vậy, PDA không 
tham gia vào quá trình oxy hóa điện hóa. Để so sánh khả năng điện hoạt của các điện cực biến 
tính bằng vật liệu khác nhau, dùng phương pháp khảo sát CV trong dung dịch [Fe(CN)6]4- cho 
thấy cường độ dòng oxy hóa khử của Fe2+/Fe3+ giảm dần theo thứ tự GCE/rGO > 
GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs > GCE/rGO/PDA-Cu. Mặc dù điện cực GCE/rGO có khả năng 
điện hoạt cao nhất, nhưng do độ ổn định và độ chọn lọc điện hóa với chất phân tích thấp nên 
không được sử dụng trong xác định UA. Vì vậy, GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs được lựa chọn để 
xác định UA. 
-0,300 -0,200 -0,100 0 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600
-3-0,300x10
-3-0,200x10
-3-0,100x10
0
-30,100x10
-30,200x10
-30,300x10
-30,400x10
E / V
i /
 A
DA PDA
Cu 0 Cu 2+
Cu 2+ Cu 0
2nd và 3rd Cycles
1st Cycles
(A) 
Hình 1. Tín hiệu CV của quá trình tổng hợp điện hóa (A) PDA-
Cu và (B) CuNPs.
4 
-0,750 -0,500 -0,250 0 0,250 0,500 0,750
-3-0,600x10
-3-0,500x10
-3-0,400x10
-3-0,300x10
-3-0,200x10
-3-0,100x10
0
-30,100x10
-30,200x10
-30,300x10
E / V
i 
/ 
A
Cu 0 Cu 2+
Cu 2+ Cu 0
Hình 1 . Tín hi ệu CV của quá trình tổng hợp điện hóa (A) PDA-Cu và (B) CuNPs . 
Hình 2. Tín hi ệu CV của các điện cực biến tính k hác nhau khi đo trong dung d ịch 
K3FeCN) 6/K4Fe(CN) 6 1 mM và KCl 0,1M . (a) GCE/rGO; (b) GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs; (c) 
GCE/rGO/PDA-Cu. 
Vì điện cực biến tính thường có giá trị bề mặt điện hoạt không đúng với diện tích bề mặt vật 
lý của chúng, nên cần phải xác định giá trị này để làm sáng tỏ thêm về độ nhạy của điện cực 
biến tính. Bề mặt điện hoạt được xác định từ phương trình Randles-Sevcik [14]: 
ipa=(2,69105) n3/2.A.D1/2. C. 1/2 (1) 
trong đó, ipa là cường độ dòng tại vị trí pic (tương ứng với quá trình oxy hóa); n là số điện tử 
trao đổi trong phản ứng oxy hóa khử (n=1); A (cm2) diện tích bề mặt điện hoạt của điện cực; D 
(cm2/s) là hệ số khuếch tán của ion [Fe(CN)6]4- trong dung dịch (D=6,5.10 6 cm2/s); C là nồng 
độ mol/cm3 của ion [Fe(CN)6]4- (1.10-6 mol/cm3) và (V/s) là tốc độ quét thế vòng tuần hoàn. 
Từ đồ thị của phương trình biểu diễn sự phụ thuộc tuyến tính ipa và 1/2, xác định được diện 
tích bề mặt điện hoạt của điện cực (hình 2). 
(B) 
Vì điện cực biến tính thường có giá trị bề mặt điện hoạt 
không đúng với diện tích bề mặt vật lý của chúng, nên cần 
phải xác định giá trị này để làm sáng tỏ thêm về độ nhạy 
của điện cực biến tính. Bề mặt điện hoạt được xác định từ 
phương trình Randles-Sevcik [14]:
i
pa 
= (2,69.105) n3/2.A.D1/2. C.v1/2 (1)
trong đó, i
pa 
là cường độ dòng tại vị trí pic (tương ứng với 
quá trình oxy hóa); n là số điện tử trao đổi trong phản ứng 
oxy hóa khử (n=1); A (cm2) là diện tích bề mặt điện hoạt của 
điện cực; D (cm2/s) là hệ số khuếch tán của ion [Fe(CN)
6
]4- 
trong dung dịch (D=6,5.10-6 cm2/s); C là nồng độ mol/cm3 
của ion [Fe(CN)
6
]4- (1.10-6 mol/cm3) và v (V/s) là tốc độ quét 
thế vòng tuần hoàn. Từ đồ thị của phương trình biểu diễn sự 
phụ thuộc tuyến tính i
pa
 và v1/2, xác định được diện tích bề 
mặt điện hoạt của điện cực (hình 2). 
5 
CuNPs
Hình 3 . (A) Ảnh SEM và (B ) phổ EDS của GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs . 
K ết quả xác định diện tích bề mặt điện hoạt của điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs là 
21,96 mm2. So v ới diện tích bề mặt điện hoạt của điện cực GCE khi ch ưa biến tính là 3,14 
mm2 cho thấy, màng PDA sau khi được phân tán CuNPs đã làm tăng khả năng điện hoạt lên 
gần 7 lần và vì v ậy điện cực biến tính GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs được ứng dụng để phân tích 
UA . 
Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của vật liệu rGO/PDA -Cu/CuNPs trong hình 3A cho thấy, 
PDA -Cu tạo compozit với rGO và trên bề mặt vật liệu rGO /PDA được tạo thành các hạt kim 
loại. S ự hình thành hạt nano đồng trên bề mặt sẽ đóng vai trò loại bỏ ảnh hưởng của AA trong 
quá trình xác định điện hóa của UA [7] . 
Để làm sáng tỏ thêm sự tồn t ... u và CuNPs đ ã được khảo sát. 
-0,500 -0,250 0 0,250 0,500 0,750
-4-0,150x10
-4-0,100x10
-4-0,050x10
0
-40,050x10
-40,100x10
E / V
i 
/ 
A
20 mV/s
125 mV/s
Hình 4. Tín hi ệu CV của UA trên GC E/rGO/PDA -Cu/CuNPs với các tốc độ quét thế khác nhau 
từ 20 đến 125 mV/s. 
Hình 4. Tín hiệu CV của UA trên GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs với 
các tốc ộ quét thế khác nhau từ 20 đến 125 mV/s.
Bảng 2. So sánh đáp ứng của UA trên các điện cực GCE/rGO/
PDA-Cu/CuNPs với số vòng điện phân CuNPs khác nhau.
Số vòng CV tổng hợp 
điện hóa CuNPs
Khoảng tuyến tính 
(μM)
Độ nhạy 
(μA/μM)
5
11,9-60
2-186
0,091
0,0478
10
11,9-224
224-393
0,0853
0,0419
15
11,9-104
104-269
0,0511
0,0292
 Điện cực GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs với PDA-Cu 
được tổng hợp với số vòng CV khảo sát từ 2 đến 12 vòng 
dùng dung dịch DA-CuCl
2
 có tỷ lệ mmol DA/Cu là 10/30 
và CuNPs tổng hợp với số vòng điện phân khác nhau cho 
thấy, hệ vật liệu có thời gian điện phân PDA-Cu với 3 vòng 
quét thế CV và CuNPs được tổng hợp với 10 vòng CV cho 
đáp ứng điện hóa với UA có khoảng tuyến tính và độ nhạy 
tối ưu (bảng 2).
4161(1) 1.2019
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ 
7 
B ảng 2. So sánh đáp ứng của UA trên các điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs v ới số vòng điện 
phân CuNPs khác nhau . 
Số vòng CV tổng hợp 
điện hóa CuNPs Kho ảng tuyến tính ( M) Độ nhạy ( A/ M ) 
5 11,9-60 2-186 
0,091 
0,0478 
10 
11,9-224 
224-393 
0,0853 
0,0419 
15 
11,9-104 
104-269 
0,0511 
0,0292 
 Điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs v ới PDA -Cu được tổng hợp với số vòng CV khảo sát 
từ 2 đến 12 vòng dùng dung dịch DA -CuCl 2 có tỷ lệ mmol DA/Cu là 10/30 và CuNPs t ổng 
hợp với số vòng điện phân khác nhau cho thấy, hệ vật liệu có thời gian điện phân PDA-Cu với 
3 vòng quét thế CV và CuNPs được tổng hợp với 10 vòng CV c ho đáp ứng điện hóa với UA 
có khoảng tuyến tính và độ nhạy tối ưu (bảng 2). 
-0,300 -0,200 -0,100 0 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
-40,025x10
-40,050x10
-40,075x10
-40,100x10
-40,125x10
-40,150x10
-40,175x10
-40,200x10
-40,225x10
-40,250x10
E / V
i /
 A
y = 0,085x + 5E -07
R² = 0,996
y = 0,041x + 1E -05
R² = 0,978
0,00E+00
5,00E-06
1,00E-05
1,50E-05
2,00E-05
2,50E-05
3,00E-05
0,00E+00 1,00E -04 2,00E-04 3,00E-04 4,00E-04 5,00E-04
Hình 5. (A ) Tín hi ệu DPV và (B ) đường chuẩn xác định UA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs . 
T rên hệ vật liệu đã được tối ưu, tiến hành khảo sát đáp ứng điện hóa DPV của các dung dịch 
UA có n ồng độ khác nhau. K ết quả biểu diễn trong hình 5 cho thấy, pic oxy hóa của UA xuất 
hiện tại thế 0,19 V và đư ờng chuẩn gồm 2 khoảng tuyến tính, gồm khoảng tuyến tính từ 11,9 
đến 224 M với độ nhạy 0,0853 A/ M và khoảng tuyến tính từ 224 đến 393 với độ nhạy 
0,0419 A/ M. Gi ới hạn phát hiện LOD của điện cực là 3,9 M và LOQ là 10,78 M. 
Độ chọn lọc và ổn định điện hóa của UA trên đi ện cực biến tính 
Đáp ứng điện hóa của DA: xác định DPV của DA trên điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs 
được biểu diễn trong hình 6. K ết quả khảo sát cho thấy, điện cực đáp ứng với DA trong khoảng 
nồng độ DA từ 4,9-45,2 µM, v ới độ nhạy 0,465 µA/µM, hệ số tương quan R2=0,996. K hảo sát 
sự có mặt đồng thời của DA trong dung dịch khi xác định UA trình bày trong hình 7 cho thấy, 
(B ) 
(A) 
Hình 5. (A) Tín hiệu DPV và (B) đường chuẩn xác định UA trên 
GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs.
Trên hệ vật liệu đã được tối ưu, tiến hành khảo sát đáp 
ứng điện hóa DPV của các du g dịch UA có nồng độ khác 
nhau. Kết quả biểu diễn trong hình 5 cho thấy, pic oxy 
hóa của UA xuất hiện tại thế 0,19 V và đường chuẩn với 2 
khoảng tuyến tính, gồm khoảng tuyến tính từ 11,9 đến 224 
μM với độ nhạy 0,0853 μA/μM và khoảng tuyến tính từ 
224 đến 393 với độ nhạy 0,0419 μA/μM. Giới hạn phát hiện 
LOD của điện cực là 3,9 μM và LOQ là 10,78 μM.
Độ chọn lọc và ổn định điện hóa của UA trên điện cực 
biến tính 
Đáp ứng điện hóa của DA: xác định DPV của DA trên 
điện cực GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs được biểu diễn trên 
hình 6. Kết quả khảo sát cho thấy, điện cực đáp ứng với 
DA trong khoảng nồng độ DA từ 4,9-45,2 µM, với độ nhạy 
0,465 µA/µM, hệ số tương quan R2=0,996. Khảo sát sự có 
mặt đồng thời của DA trong dung dịch khi xác định UA 
trình bày trên hình 7 cho thấy, DA không gây ảnh hưởng 
đến kết quả phân tích, do tín hiệu DA và UA được phân tách 
hoàn toàn với các thế oxy hóa của chúng cách biệt trong 
khoảng thế DE là 120 mV.
8 
DA không gây ảnh hưởng đ
toàn với các thế oxy hóa của chúng cách bi
-0,300 -0,200 -0,100 0 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
-40,050x10
-40,100x10
-40,150x10
-40,200x10
-40,250x10
-40,300x10
-40,350x10
E / V
i /
 A
y = 0,465x - 1E -06
R² = 0,996
0,00E+00
5,00E -06
1,00E -05
1,50E -05
2,00E -05
2,50E -05
0,00E+00 1,00E-05 2,00E -05 3,00E -05 4,00E -05 5,00E -05
Hình 6. (A ) Tín hi ệu DPV và ( B ) đư ờng chuẩn xác định DA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs. 
Hình 7. Tín hi ệ DPV của hỗn hợp UA và DA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs v ới nồng độ UA 
11 M và DA thay đổi trong khoảng từ 12,5 đến 24,1 M. 
 Đáp ứng điện hóa của AA: khảo sát đáp ứng của AA trên điện cực GCE/rGO/PDA -
Cu/CuNPs cho thấy không xuất hiện tín hiệu điện hóa của AA. Lý giải cho hiện tượng này là 
do Cu2+ giải phóng từ bề mặt điện cực biến tính sẽ oxy hóa chọn lọc AA trong dung dịch ngay 
cả khi dung dịch có chứa AA với nồng độ cao [7]. 
 Điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs có thể sử dụng để xác định UA với 50 lần đo mà 
không có sự suy giảm tín hiệu và sai số phép đo trong khoảng tuyến tính nhỏ hơn 5%. 
Phân tích mẫu nước tiểu 
K ết quả xác định nồng độ UA trong mẫu nước tiểu pha loãng (Cx) bằng phương pháp thêm 
chuẩn với 6 điểm thêm chuẩn là 16,6 µM , hiệu suất thu hồi đạt 95-97%. N ồng độ của UA trong 
mẫu nước tiểu ban đầu (CUA ) được tính từ nồng độ UA trong mẫu pha loãng nhân với hệ số pha 
loãng 167 lần ứng với tỷ lệ 3:500 thu được kết quả là 2,766 mM. Tiến hành phân tích tương tự 
với mẫu nước tiểu lấy từ các tình nguyện viên ở độ tuổi khác nhau, kết quả phân tích thu được 
trì h bày trong bảng 3. 
B ảng 3. K ết quả xác định UA trong mẫu nước tiểu. 
Độ tuổi C x của mẫu nước 
tiểu pha loãng (µM) 
C UA của mẫu 
nước tiểu ban đầu (mM ) 
< 30 tuổi 15,89 2,65 
> 30 tuổi 16,34 2,72 
> 50 tuổi 17,08 2,85 
(A ) (B ) 
,
,
,
,
,
, , , , , , , , ,
Hình 6. (A) Tín hiệu DPV và (B) đường chuẩn xác định DA trên 
GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs.
Hì h 7. Tín hiệu DPV của hỗn hợp UA và DA trên GCE/rGO/
PDA-Cu/CuNPs với nồng độ UA 11 μM và DA thay đổi trong 
khoảng từ 12,5 đến 24,1 μM.
 Đáp ứng điện hóa của AA: khảo sát đáp ứng của AA 
trên điện cực GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs cho thấy không 
xuất hiện tín hiệu điện hóa của AA. Lý giải cho hiện tượng 
này là do Cu2+ giải phóng từ bề mặt điện cực biến tính sẽ 
oxy hóa chọn lọc AA trong dung dịch ngay cả khi dung dịch 
có chứa AA với nồng độ cao [7]. 
 Điện cực GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs có thể sử dụng để 
xác định UA với 50 lần đo mà không có sự suy giảm tín hiệu 
8 
DA không gây ảnh hưởng đ
toàn với các thế oxy hóa của chúng cách bi
-0,300 -0,200 -0,100 0 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
-40,050x10
-40,100x10
-40,150x10
-40,200x10
-40,250x10
-40,300x10
-40,350x10
E / V
i /
 A
y = 0,465x - 1E -06
R² = 0,996
0,00E+00
5,00E -06
1,00E -05
1,50E -05
2,00E -05
2,50E -05
0,00E+00 1,00E-05 2,00E -05 3,00E -05 4,00E -05 5,00E -05
Hình 6. (A ) Tín hi ệu DPV và ( B ) đư ờng chuẩn xác định DA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs. 
Hình 7. Tín hi ệu DPV của hỗn hợp UA và DA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs v ới nồng độ UA 
11 M và DA thay đổi trong khoảng từ 12,5 đến 24,1 M. 
 Đáp ứng điện hóa của AA: khảo sát đáp ứng của AA trên điện cực GCE/rGO/PDA -
Cu/CuNPs cho thấy không xuất hiện tín hiệu điện hóa của AA. Lý giải cho hiện tượng này là 
do Cu2+ giải phóng từ bề mặt điện cực biến tính sẽ oxy hóa chọn lọc AA trong dung dịch ngay 
cả khi dung dịch có chứa AA với nồng độ cao [7]. 
 Điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs có thể sử dụng để xác đị h UA với 50 lần đo mà 
không có sự suy giảm tín hiệu và sai số phép đo trong khoảng tuyến tính nhỏ hơn 5%. 
Phân tích mẫu nước tiểu 
K ết quả xác định nồng độ UA trong mẫu nước tiểu pha loãng (Cx) bằng phương pháp thêm 
chuẩn với 6 điểm thêm chuẩn là 16,6 µM , hiệ suất thu hồi đạt 95-97%. N ồng độ của UA trong 
mẫu nước tiểu ban đầu (CUA ) được tính từ nồng độ UA trong mẫu pha loãng nhân với hệ số pha 
loãng 167 lần ứng với tỷ lệ 3:500 thu được kết quả là 2,766 mM. Tiến hành phân tích tương tự 
với mẫu nước tiểu lấy từ các tình nguyện viên ở độ tuổi khác nhau, kết quả phân tích thu được 
trình bày trong bảng 3. 
B ảng 3. K ết quả xác định UA trong mẫu nước tiểu. 
Độ tuổi C x của mẫu nước 
tiểu pha loãng (µM) 
C UA của mẫu 
nước tiểu ban đầu (mM ) 
< 30 tuổi 15,89 2,65 
> 30 tuổi 16,34 2,72 
> 50 tuổi 17,08 2,85 
(A ) (B ) 
,
,
,
,
,
, , , , , , , , ,
8 
DA không gây ảnh hưởng đ
toàn với các thế oxy hóa của chúng cách bi
-0,300 -0,200 -0,100 0 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
-40,050x10
-40,100x10
-40 150x10
-40,200x10
-40,250x10
-40,300x10
-40,350x10
E / V
i /
 A
y = 0,465x - 1E -06
R² = 0,996
0,00E+00
5,00E -06
1,00E -05
1,50E -05
2,00E -05
2,50E -05
0,00E+00 1,00E-05 2,00E -05 3,00E -05 4,00E -05 5,00E -05
Hình 6. (A ) Tín i ệu DPV và ( B ) đư ờng chuẩn xác định DA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs. 
Hình 7. Tín hi DPV của hỗn hợp UA và DA trên GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs v ới nồng độ UA 
11 M và DA thay đổi rong khoảng từ 12,5 đến 24,1 M. 
 Đáp ứng điện hóa của AA: khảo sát đáp ứng của AA trên điện cực GCE/rGO/PDA -
Cu/CuNPs cho thấy không xuất hiện tín iệu điện hóa của AA. Lý giải cho hiện tượng này là 
do Cu2+ giải phóng từ bề mặt điện ực biến tính sẽ oxy hóa chọn lọc AA trong dung dịch ngay 
cả khi dung dịch có chứa A với nồng độ cao [7]. 
 Điện cực GCE/rGO/PDA -Cu/CuNPs có thể sử dụng để xác định UA với 50 lần đo mà 
k ông có sự suy giảm tín hiệu và sai số phép đo trong khoảng tuyến tính nhỏ hơn 5%. 
Phân ích mẫu nước tiểu 
K ết quả xác định nồng độ UA trong mẫu nước tiểu pha loãng (Cx) bằng phương pháp thêm 
ch ẩn với 6 điểm thêm chuẩn là 16,6 µM , hiệu suất thu hồi đạt 95-97%. N ồng độ của UA trong 
mẫu nước tiểu ban đầu (CUA ) được tính từ nồng độ UA trong mẫu pha loãng nhân với hệ số pha 
loãng 167 lần ứng với tỷ lệ 3:500 thu được kết quả là 2,766 mM. Tiến hành phân tích tương tự 
với mẫu nước tiểu lấy từ các tình nguyện viên ở độ tuổi khác nhau, kết quả phân tích thu được 
trình bày trong bảng 3. 
B ảng 3. K ết quả xác định UA trong mẫu nướ tiểu. 
Độ tuổi C x của mẫu nước 
tiểu pha loãng (µM) 
C UA của mẫu 
nước tiểu ban đầu (mM ) 
< 30 tuổi 15,89 2,65 
> 30 tuổi 16,34 2,72 
> 50 tuổi 17,08 2,85 
(A ) (B ) 
,
,
,
,
,
, , , , , , , , ,
4261(1) 1.2019
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
và sai số phép đo trong khoảng tuyến tính nhỏ hơn 5%.
Phân tích mẫu nước tiểu
Kết quả xác định nồng độ UA trong mẫu nước tiểu pha 
loãng (C
x
) bằng phương pháp thêm chuẩn với 6 điểm thêm 
chuẩn là 16,6 µM, hiệu suất thu hồi đạt 95-97%. Nồng độ 
của UA trong mẫu nước tiểu ban đầu (C
UA
) được tính từ nồng 
độ UA trong mẫu pha loãng nhân với hệ số pha loãng 167 lần 
ứng với tỷ lệ 3:500 thu được kết quả là 2,766 mM. Tiến hành 
phân tích tương tự với mẫu nước tiểu lấy từ các tình nguyện 
viên ở độ tuổi khác nhau, kết quả phân tích thu được trình 
bày trong bảng 3.
Bảng 3. Kết quả xác định UA trong mẫu nước tiểu.
Độ tuổi
C
x 
của mẫu nước tiểu 
pha loãng (µM)
C
UA 
của mẫu nước tiểu 
ban đầu (mM)
< 30 tuổi 15,89 2,65
> 30 tuổi 16,34 2,72
> 50 tuổi 17,08 2,85
So sánh với nồng độ UA được quy định trong nước tiểu 
từ 1,5-5,9 mM [3], ta thấy nồng độ UA trong nước tiểu lấy 
từ tình nguyện viên ở các độ tuổi khác nhau đều nằm trong 
giới hạn cho phép.
Kết luận
Trong nghiên cứu này, điện cực biến tính GCE/rGO/
PDA-Cu/CuNPs được chế tạo thành công theo điều kiện 
đã được tối ưu. Điện cực có đáp ứng chọn lọc và ổn định 
cao với UA. Khi trong dung dịch có DA và AA thì tín hiệu 
của DA được tách hoàn toàn và AA không ảnh hưởng đến 
xác định UA. Điện cực GCE/rGO/PDA-Cu/CuNPs đạt giới 
hạn phát hiện với UA tại 3,9 µM và tuyến tính trong khoảng 
11,9-393 µM. Điện cực đã được ứng dụng xác định UA 
trong mẫu nước tiểu theo phương pháp thêm chuẩn với kết 
quả thu được có độ chính xác và tin cậy cao.
LỜI CẢM ƠN
Bài báo này được hoàn thành với sự tài trợ của đề tài 
nghiên cứu khoa học theo Hợp đồng số 54/HĐ-ĐHCNVT, 
ngày 30/12/2016 của Trường Đại học Công nghiệp Việt 
Trì và đồng hỗ trợ của Đề tài độc lập cấp nhà nước mã số 
ĐTĐL.CN.46-16. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hyon K. Choi, D.B. Mount, Anthony M. Reginato, American 
College of Physicians, American Physiological Society (2005), 
“Pathogenesis of Gout”, Ann. Intern. Med., 143(7), pp.499-516.
[2] S.S. Daskalopoulou, et al. (2004), “Uric acid levels and 
vascular disease “, Curr. Med. Res. Opin., 20(6), pp.951-954.
[3] L.M. De Lau, et al. (2005), “Serum uric acid levels and the 
risk of Parkinson disease”, Ann. Neurol., 58(5), pp.797-800.
[4] D. Lakshmi, et al. (2011), “Electrochemical detection of uric 
acid in mixed and clinical samples: a review”, Electroanalysis, 23(2), 
pp.305-320.
[5] L.T. Guangming Yang, Ya Shi, Suiping Wang, Xuxiao Lu, 
Huiping Bai, and Yunhui Yang (2009), “Direct determination of 
uric acid in human serum samples using polypyrrole nanoelectrode 
ensembles”, Bull. Korean Chem. Soc., 30(2), pp.454-458.
[6] Rajendra N. Goyal, M.O. Aditi Sangal, and Sudhanshu P. 
Singh (2005), “Differential pulse voltammetric determination of uric 
acid at nanogold modified indium tin oxyde (ITO) electrode”, Indian 
Journal of Chemistry, 44A, pp.945-949.
[7] S. Hiroaki, H. Ranko, M. Kazuhiro, S. Haruki, and S. Susumu 
(2011), “Electrochemical selective detection of uric acid using a 
copper-modified carbon electrode”, Anal. Sciences, 27(3), pp.333-
335.
[8] X. Wang, et al. (2013), “Simultaneous electrochemical 
determination of ascorbic acid, dopamine and uric acid using a 
palladium nanoparticle/graphene/chitosan modified electrode”, 
Journal of Electroanalytical Chemistry, 695, pp.10-16.
[9] C.M. Welch, and R.G. Compton (2006), “The use of 
nanoparticles in electroanalysis: a review”, Anal. Bioanal. Chem., 
384(3), pp.601-619.
[10] A. Babaei, D.J. Garrett, and A.J. Downard (2011), 
“Selective simultaneous determination of paracetamol and uric acid 
using a glassy carbon electrode modified with multiwalled carbon 
nanotube/chitosan composite”, Electroanalysis, 23(2), pp.417-423.
[11] M.M.I. Khan, A.M.J. Haque, and K. Kim (2013), 
“Electrochemical determination of uric acid in the presence of 
ascorbic acid on electrochemically reduced graphene oxide modified 
electrode”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 700, pp.54-59.
[12] M. Zhang, et al. (2012), “A self-assembled polydopamine 
film on the surface of magnetic nanoparticles for specific capture of 
protein”, Nanoscale, 4(10), pp.3141-3147.
[13] W.S. Hummers, and R.E. Offeman (1958), “Preparation of 
graphitic oxyde”, Journal of the American Chemical Society, 80(6), 
p.18. 
[14] A.J. Bard and L.R. Faulkner (2000), Electrochemical 
methods: fundamentals and applications, Wiley.