殼聚糖與茜素紅s的還原峰峰電流關(guān)系

1殼聚糖的應(yīng)用地殼聚糖（cts）是脫乙酰亞胺的多糖。這是甲殼素n-脫甲基糖的產(chǎn)物。這是自然界唯一的堿性糖。它具有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纖性、吸濕性及保濕性。因此,殼聚糖在紡織印染、造紙、食品、化妝品、污水處理及醫(yī)用材料等工業(yè)中有著很廣泛的應(yīng)用。同時(shí),殼聚糖及其衍生物還是很重要的生物活性物質(zhì),具有抗腫瘤、抗凝血、抗血栓、降血脂和增強(qiáng)免疫力等功能。此外,殼聚糖在分析化學(xué)的應(yīng)用也很廣泛。所以建立測(cè)定殼聚糖的方法非常重要。已有文獻(xiàn)報(bào)道利用茜素紅S、鋅試劑等光度法測(cè)定殼聚糖,但電化學(xué)測(cè)定殼聚糖的報(bào)道甚少。本實(shí)驗(yàn)利用殼聚糖和茜素紅S(ARS)生成非電活性復(fù)合物這一特征,建立了測(cè)定殼聚糖的電化學(xué)方法。2實(shí)驗(yàn)部分2.1儀器和溶液制備JP-303型極譜分析儀(成都儀器廠);三電極系統(tǒng):滴汞電極為工作電極,飽和甘汞電極(SCE)為參比電極,鉑絲為對(duì)電極;CV-50W電化學(xué)分析儀(美國(guó)BAS公司);JM-1型懸汞電極(江蘇電分析儀器廠)為工作電極;PHS-25型酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠);UV-2501紫外可見分光光度計(jì)(日本島津公司);RF-5301熒光分光光度計(jì)(日本島津公司)。殼聚糖(CTS,脫乙酸度85%,相對(duì)分子質(zhì)量以5×105計(jì),sigma公司):1000mg/L。準(zhǔn)確稱取殼聚糖0.1000g溶于100mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%HAc溶液作為貯液。移取貯液12.5mL定容至250mL作為操作溶液(50mg/L);ARS:5.0×10-4mol/L;0.2mol/LHAc-NaAc緩沖溶液;所用試劑均為分析純,實(shí)驗(yàn)用水為3次蒸餾水。2.2電化學(xué)和光譜分析在10mL的比色管中,依次加入2.0mL0.2mol/L,pH5.0NaAc-HAc緩沖溶液,1.0mL5.0×10-4mol/LARS和不同濃度的CTS,用水定容,搖勻后靜置25min,用電化學(xué)方法和光譜法進(jìn)行研究和測(cè)定。3結(jié)果與討論3.1cts濃度對(duì)cs活性的影響在pH5.0NaAc-HAc緩沖溶液中,ARS在-0.408V處(vs.SCE)有一對(duì)峰形良好的氧化還原峰(圖1a曲線2)。當(dāng)在體系中加入CTS后峰位置不變,峰電流卻明顯下降(圖1a曲線3),這說(shuō)明ARS和CTS生成了復(fù)合物,并且該復(fù)合物不具有電化學(xué)活性。在pH5.0的酸度條件下,CTS分子鏈上含有大量帶正電荷的氨基,而ARS的羥基上的質(zhì)子和磺酸基上的Na+離解后使分子帶負(fù)電荷,兩者之間可以通過(guò)靜電引力結(jié)合;CTS大分子鏈上分布著許多羥基、氨基和一些N-乙酰氨基,在水溶液中會(huì)形成各種分子內(nèi)和分子間氫鍵,這些氫鍵使CTS鏈形成一些疏水性空腔,ARS的芳香族基團(tuán)可以通過(guò)疏水相相互作用不斷進(jìn)入空腔,由于CTS生物大分子的包圍,使ARS的電活性基團(tuán)隱藏在CTS的空腔內(nèi)部難以在電極上發(fā)生還原反應(yīng),從而導(dǎo)致ARS的峰電流值下降。繼而又進(jìn)行了光譜實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,隨著CTS的濃度的增加,422nm處的吸收峰不斷降低(圖2a),吸光度的下降同CTS的濃度之間呈線性關(guān)系(線性回歸方程為A=0.1946-0.00642CCTS,r=0.9991)。在相同的體系中,加入CTS后,513nm處的熒光強(qiáng)度不斷降低(見圖2b),產(chǎn)生了熒光猝滅,并且熒光猝滅程度F0/F與CTS的濃度之間呈線性關(guān)系(線性回歸方程為F0/F=-2.576+1.830CCTS,r=0.9924)。這進(jìn)一步表明ARS和CTS之間生成了復(fù)合物。3.2cts-ars檢測(cè)在pH5.0的NaAc-HAc緩沖溶液中,用線性掃描二階導(dǎo)數(shù)極譜法對(duì)體系進(jìn)行測(cè)定,ARS有一個(gè)靈敏的二階導(dǎo)數(shù)還原峰(圖1b曲線1),峰電位為-0.408V;加入一定量CTS后,還原峰的電位不變而峰電流降低(圖1b曲線2)。峰電流的降低值與加入的CTS量在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,因此可用于CTS含量的測(cè)定。3.3緩沖溶液峰電流與峰電流固定ARS和CTS的濃度,實(shí)驗(yàn)了鄰苯二甲酸氫鉀、B-R緩沖溶液、HAc-NaAc和六次甲基四胺等緩沖溶液,發(fā)現(xiàn)在NaAc-HAc緩沖溶液中峰電流穩(wěn)定,并且峰電流降低明顯。同時(shí)測(cè)定了pH值的變化對(duì)峰電流的影響,結(jié)果表明,pH在4.0～5.5范圍內(nèi),0.04mol/LHAc-NaAc緩沖液用量為2.0mL時(shí),峰電流降低值Δi″p最大(圖3),本實(shí)驗(yàn)采用pH5.0NaAc-HAc緩沖溶液2.0mL控制體系的酸度。3.4ars用量的確定在pH5.0NaAc-HAc緩沖溶液中,固定CTS的濃度為4.0mg/L,考察ARS濃度變化對(duì)測(cè)定的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)ARS濃度較大時(shí)體系會(huì)出現(xiàn)暗紅色沉淀,極譜波分裂成兩個(gè)波峰,影響測(cè)定。當(dāng)ARS濃度為5.0×10-5mol/L時(shí),峰電流穩(wěn)定且峰電流差值Δi″p最大(圖4),所以本實(shí)驗(yàn)選擇ARS的最佳用量為5.0×10-5mol/L。實(shí)驗(yàn)表明:反應(yīng)25min后體系的峰電流穩(wěn)定,并至少穩(wěn)定2h。本實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)時(shí)間為25min。3.5線性范圍和檢出限在選定的最佳條件下,測(cè)CTS的線性范圍為0.5～7.5mg/L;線性回歸方程為Δi″p(nA)=30.92+108.4CCTS(mg/L),r=0.9990;檢出限為0.4mg/L。對(duì)4.0mg/LCTS溶液平行進(jìn)行11次測(cè)定,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4%。3.6不同試劑對(duì)峰電流的影響在反應(yīng)體系中(5.0×10-5mol/LARS+4.0mg/LCTS),添加不同試劑考察峰電流的變化。牛血清白蛋白(BSA)(5.0mg/L)對(duì)體系無(wú)影響;低濃度NaCl(0.1%)對(duì)體系影響不大;而較高濃度的NaCl(1.0%)和十二烷基苯磺酸鈉(SDS,5.0g/L)以及曲通X-100(0.5%)對(duì)反應(yīng)體系影響很大。3.7掃速v與ip的關(guān)系當(dāng)掃速在100～1000mV/s范圍內(nèi)變化時(shí),ARS(5.0×10-5mol/L)與ARS(5.0×10-5mol/L)+CTS(4.0mg/L)的i″p與掃速v均呈線性關(guān)系,線性回歸方程分別為i″p(nA)=424.1+6.416v(mV/s)和i″p(nA)=280.8+4.521v(mV/s),相關(guān)系數(shù)分別為0.9991和0.9997。說(shuō)明極譜波性質(zhì)為典型的吸附波。3.8強(qiáng)烈的吸附性從電毛細(xì)管曲線可看出(見圖5),在緩沖介質(zhì)中加入ARS后,曲線明顯下降(見圖5曲線2),說(shuō)明ARS在電極上有強(qiáng)烈的吸附性。當(dāng)繼續(xù)加入CTS時(shí)得到曲線3,明顯比曲線2上升,體系的吸附作用減弱,說(shuō)明ARS-CTS復(fù)合物在電極上的吸附性比游離態(tài)ARS的弱得多,并且絡(luò)合物的存在對(duì)游離態(tài)ARS的在電極上的吸附作用影響很小。3.9殼聚糖的提取根據(jù)文獻(xiàn),將新鮮的蝦殼、蟹殼內(nèi)的肉質(zhì)、污物盡可能剔除干凈,烘干。準(zhǔn)確稱取一定量干燥的蝦殼、蟹殼,經(jīng)過(guò)浸酸、堿煮、氧化脫色、還原及脫乙酰基等步驟處理后獲得殼聚糖粗制品(脫乙酰度8