基于模拟酶的过氧化氮检测方法及仪器设计

发布时间：2020-10-22 08:50

　　 过氧化氢(H_2O_2)是一种常用的氧化剂,在食品生产,生物医药,制药,工业和环境领域起着重要的作用。但是一定浓度的H_2O_2与人体皮肤接触或误食后,会引起身体不适或危害身体健康,严重的会诱发多种疾病。国家食品安全管理部门和环境保护部门对H_2O_2在食品中的残留量和河流湖泊中的含量以及工业污水处理后的残余量都有着严格的要求,但是还是会有一些不法企业及个人无视国家的法律法规滥用H_2O_2,所以为了更有效地监控H_2O_2的使用,建立快速、准确、经济的测定H_2O_2浓度的方法具有重要的意义。H_2O_2浓度的检测方法包括化学发光法、荧光测定法、液相色谱法和电化学法等,这些检测方法都是基于对过氧化物酶(Peroxidase,POD)的催化来实现的,虽然POD具有高度的特异性和灵敏度,但是自由天然酶的应用受其稳定性差和成本高的限制。并且以上方法均需要较大型的仪器及在实验室内来进行测量,不适合进行现场即时检验。本文针对一种分子结构稳定、分子量小、可模拟POD催化特性的过氧化物模拟酶——次血红素六肽(Deuterohemin-AlahisThrValGluLys,DhHP-6)进行了研究,它以血红素为辅基,具有灵敏度高、响应速率快、线性范围宽等特点。在研究过程中,在检测波长的最大吸收峰、最适pH值条件、最适浓度、环境稳定性及线性相关性等方面与POD进行了对比,实验表明DhHP-6可以替代POD对H_2O_2浓度进行检测。为达到快速、简便、准确检测H_2O_2的目的,本文同时设计了一台基于比色原理的便携式过氧化氢检测仪,该仪器采用AVR系列的高性能单片机Mega128作为主控芯片,外置独立的高分辨率A/D转换芯片保证了信号的转换精度。仪器采用高亮度单色LED作为光源,省去了复杂的分光系统。并设计了配套的一次性树脂比色皿,从理论上杜绝了样本间的交叉污染。通过使用本文所设计的便携式过氧化氢检测仪对不同浓度的H_2O_2进行了稳定性、准确性、线性的测定,同时与目前使用的市售H_2O_2检测试剂盒进行比对分析。实验结果显示,设计的便携式过氧化氢检测仪和DhHP-6能够准确检测H_2O_2浓度,其平均稳定性CV=2.2%、平均回收率为94.5%~101.1%、线性范围0.69~22.0mmol/L。本文所设计的便携式过氧化氢分析仪测量精度达到预期指标,仪器设计体积小巧、造价低廉、测量数据准确稳定,与以DhHP-6为主要原料的检测试剂形成完整的检测系统,可用于各监管部门进行现场随机抽样测量。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH83
【部分图文】：

图 1.1 POD 催化中心结构列比较表明，POD 二级结构的折叠方式高度保守，酶分以近位 His 作轴向第五配体[16]。Fe3+卟啉结构是 POD酸多肽基团，对底物具有亲和性，并具有包合作用。位对氧化剂的亲合能力在 POD 的诱导中间体转化过程时轴向配位微环境的组氨酸咪唑基团对 H2O2的脱水作能是由结构确定的。针对 POD 结构与催化性能的构效拟是现阶段研究的主要工作。分子蛋白，它在生物化学检测领域中应用广泛，其具专一性强等优势，但同时存在不易纯化、难储存、容易生高分子领域的一个重要内容，自二十世纪七十年代以成的手段，研究出与天然酶功能相同，但比天然酶结构物，通常我们称这种化合物为模拟酶。酶是用来模拟水解金属酶催化中心的小分子化合物，出之后的模拟酶研究工作，主要集中在催化中心和协同

底物浓度对反应速度的影响

11图 2.2 DhHP-6 测量 H2O2吸收峰曲线（2）结果分析：观察反应后溶液呈粉红色，经分光光度计在 400-700nm 波长范围内测量后，最吸收峰为 505nm。后续实验所采用的测量波长均选定为 505nm。.3.4 最适酶和模拟酶的浓度实验结果与分析（1）实验结果：
【参考文献】

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本文编号：2851377