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文檔簡介

血紅蛋白作為催化劑 高靈敏測定過氧化氫,報告人:劉立宇,本文采用血紅蛋白作為過氧化物酶的替代物,用于催化 H2O2 氧化對甲基酚的反應(yīng)體系。從而建立了高靈敏測定痕量 H2O2 的熒光分析法。,引言 痕量 H2O2 的測定不論是在臨床生物化學還是在環(huán)境化學中都有重要意義。酶法測定 H2O2 一般是基于過氧化物酶催化 H2O2 氧化底物的反應(yīng)來實現(xiàn)的。,本文用 Hb 作為催化劑催化 H2O2 氧化對甲基酚的反應(yīng),建立了測定 H2O2 的高靈敏熒光分析方法。,實驗部分 儀器與試劑 實驗方法,儀器 RF-5301PC 熒光儀;SFM-25 熒光 儀 ;PH-3C 數(shù)字型精密酸度計;GS501 超級恒溫槽。 試劑 血紅蛋白生化試劑,配成110-5 mol/L的水溶液;對-甲酚(99%)移取105.6L,用二次蒸餾水稀釋至100mL,得110-2mol/L的儲備液;H2O2:移取0.1mL30%的分析純過氧化氫稀釋至100 mL,得1.06410-2 mol/L的儲備液 ,棕色瓶裝 ,冰箱保存,使用時依實驗需要進行稀釋 。所用其他試劑除注明外 ,均為分析試劑,所用水為二次蒸餾水。,在 10 mL 比色管中依次加入系列 H2O2 溶液;110-3 mol/L 對甲基酚 1.0 mL ;pH=10.3 的NH3-NH4Cl 緩沖溶液 3.0 mL;110-5 mol/L血紅蛋白 0.50 mL 。用二次水定容,混合均勻后,室溫放置 10min ,測定產(chǎn)物在激發(fā)波長 318nm ,發(fā)射波長 427nm 處的熒光強度。 ,結(jié)果與討論 體系的熒光光譜 血紅蛋白的催化活性比較 過氧化氫測定條件的選擇 分析方法特性 干擾情況 樣品測定,體系的熒光光譜,用血紅蛋白催化對甲基酚與H2O2的反應(yīng)得到的熒光產(chǎn)物為2,2 - 二羥基 4,4- 二甲基聯(lián)苯,其熒光的激發(fā)和發(fā)射光譜如圖1(a),最大激發(fā)和發(fā)射波長為ex / em =318nm/427nm 。 需要指出的是,血紅蛋白在本實驗條件下亦產(chǎn)生微弱的熒光,這是由于其分子中肽鏈上的色氨酸和酪氨酸所致。然而其最大激發(fā)和發(fā)射波長為ex / em =318nm/427nm(如圖1 b)對本體系只產(chǎn)生微弱的本底值 。,血紅蛋白的催化活性比較,基于血紅蛋白的上述結(jié)構(gòu)特點,我們研究了對甲基酚濃度對血紅蛋白催化反應(yīng)速率的影響情況。實驗結(jié)果顯示,當對甲基酚濃度較低時,其與反應(yīng)速率成正比,表現(xiàn)為一級反應(yīng)。隨著對甲基酚濃度的增高,表現(xiàn)為混合級反應(yīng)。當對甲基酚濃度大于310-4mol/L 時,反應(yīng)速率不再上升,此時反應(yīng)速率與對甲基酚濃度無關(guān),表現(xiàn)為零級反應(yīng)。,血紅蛋白的催化活性比較,利用Linewear-Burk圖,由截距和斜率求得Vm = 1.6 min-1 ,K m = 8.7510-4mol/L,再由方程:Vm = Kcat E 0 求得酶催化的轉(zhuǎn)換數(shù) Kcat = 6.4106L/ molmin 。,血紅蛋白的催化活性比較,按同樣方法實驗測得了氯化血紅素和合成的環(huán)糊精-氯化血紅素(-CD-Hemin)等過氧化物模擬酶的 K m 、V m 和 K cat 值(表1)。比較發(fā)現(xiàn),這3種鐵卟啉化合物對底物對甲基酚的催化氧化活性順序為 : Hb -CD-HeminHemin,過氧化氫測定條件的選擇,酸度及氨濃度 對甲基酚濃度 血紅蛋白(Hb)的濃度,酸度及氨濃度 酸度是酶催化反應(yīng)需要用緩沖溶液嚴格控制的條件之一。我們比較了NH3-NH4Cl、甘氨酸-NaOH、硼砂-NaOH、NaHCO3及混合酸-NaOH等緩沖體系。發(fā)現(xiàn)在NH3-NH4Cl緩沖溶液中,當pH 10.3時產(chǎn)物的熒光強度最大。同時我們固定這一酸度實驗了NH3濃度對體系熒光強度的影響情況,結(jié)果顯示的最佳氨濃度是0.03mol/L。表明血紅蛋白的催化活性也可被氮配體(如NH3)所增強。,對甲基酚濃度 對甲基酚作為酶催化反應(yīng)的氫供體,濃度太低,將使反應(yīng)不完全而導致信號太弱;濃度太高,亦可使信號損失,并且造成浪費和環(huán)境污染。為此,本實驗選擇的對甲基酚濃度為110-4 mol/L。,血紅蛋白(Hb)的濃度 由于血紅蛋白是一熒光物質(zhì) ,盡管在本實驗選定的條件下熒光強度很弱,然而當其濃度太大時,會導致較大的空白值,并且造成浪費。當濃度很低時,在測定時間內(nèi)催化反應(yīng)不完全。實驗結(jié)果表明:當血紅蛋白濃度在 210-7 610-7 mol/L時,體系熒光強度最大且恒定 。 本實驗選擇510-7mol/L為最佳用量。,分析方法特性 按選擇的實驗條件測定了H2O2 ; 在3.1910-83.1910-6mol/L范圍內(nèi),線性方程為F =26.83 + 28.59 H2O2 107mol/L,(r = 0.9990),相對標準偏差(以5.3210-7mol/L為樣品11次測定結(jié)果)RSD = 2.1% 。檢出限按空白標準偏差( n = 9)的3倍除以校準曲線的斜率,得8.8510-10 mol/L。,干擾情況 以1.110-6mol/L H2O2 的測定考察了不同干擾離子的影響,當要求相對誤5,外加離子的允許量(摩爾比)為:F 、SCN、NO3 、Br、PO43 、CO32 、Ba2+ 、Mo(V)、Cr3+(1000倍);Al3+ 、Mg2 、Sn()(500倍),Hg2+ 、Ni2+ 、NO2(200倍),Ag+ 、Cu2+(100倍),D-葡萄糖、Fe3+(20倍)、Zn2(100倍),尿酸、Co2

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