當代環(huán)境科學有機分析論文
1現代有機生物分析在酶化學檢測方面的應用
1．1用毛細管電泳化學發(fā)光檢測對黃嘌呤氧化酶抑制劑的篩選
黃嘌呤氧化酶(XOD)是人體內產生尿酸過程中的關鍵酶，它的主要生化作用是催化次黃嘌呤氧化為黃嘌呤(Xa)，并最終生成尿酸(UA)。尿酸產生過剩，會導致高尿酸血癥。因此維持正常水平的尿酸濃度是預防痛風和其它疾病的重要途徑。XOD抑制劑可通過抑制XOD的活性來減少尿酸的產生，是治療高尿血癥和痛風的一類重要藥物。姜靜等［3］基于毛細管電泳活性發(fā)光檢測法，結合電泳中介微分析技術，建立了黃嘌呤氧化酶活性分析和抑制劑篩選的新方法。在優(yōu)化條件下，測定了黃嘌呤氧化酶活性，并用標準抑制劑考察該方法用于酶抑制劑篩選的可行性，最后對十余種中草藥進行篩選，發(fā)現高良姜的乙醇提取物對黃嘌呤氧化酶顯示出較好的抑制效果，故其可能成為新型的XOD抑制劑。并將其新方法廣泛應用于中草藥中黃嘌呤氧化酶抑制劑的篩選。
1．2酶催化-納米金共振散射光譜法檢測堿性磷酸酯酶
堿性磷酸酯酶(ALP)是一種重要的酶，廣泛存在于動物組織和微生物中。當人體組織發(fā)生病變時，ALP的含量出現異常，因此檢測磷酸酯酶的含量對臨床診斷具有重要意義。吳蒙等［4］在pH8．9的Tris-HCl緩沖溶液中，用堿性磷酸酯酶催化2-磷酸抗壞血酸酯水解生產抗壞血酸，用抗壞血酸還原氯金酸生成納米金微粒，該微粒在600nm處的共振散射峰強度與堿性磷酸酯酶濃度在1．33×10－5～4．0U/L范圍內呈良好的線性關系，該法用于血清樣品測定，結果滿意。故該法是一種檢測堿性磷酸酯酶的共振散射光譜分析新方法。
1．3過氧化氫在胺基硅烷磁性納米材料修飾電極上的電化學行為及對酶的固定
過氧化氫(H2O2)是食品、制藥、臨床、工業(yè)和環(huán)境分析等領域中的一種重要媒介體。近年來，對H2O2測定的'研究十分活躍。經過硅烷化的磁性納米材料不僅具有磁性，可以在外加磁場的作用下方便的分離;而且通過表面修飾賦予的表面功能基團，使得該磁性納米粒子具有良好的生物相容性、穩(wěn)定性、對酶有較好的親和力。黃玉梅等［5］合成了胺基硅烷磁性納米粒子(A-SMNPs)，并將其用于辣根過氧化酶(HRP)的固定，制備了PDDA/HRP/A-SMNPs/GCE修飾電極，并運用化學阻抗(EIS)、循環(huán)伏安和安培檢測等方法研究了過氧化氫(H2O2)在該修飾電極上的電化學行為。在優(yōu)化實驗條件下，該傳感器對H2O2具有響應快、穩(wěn)定性好和選擇性良好的特點。
1．4QCM和SERS聯用檢測凝血酶的研究
拉曼光譜作為一種重要的振轉光譜，是研究生物大分子的重要手段，可以在水溶液環(huán)境下表征分子結構及其變化，表面增強拉曼散射(SERS)效應可使在特殊制備的一些活性基質表面上吸附分子的拉曼散射信號大大增強，從而為生物大分子的超拉曼檢測打開了大門。岳小雷等［6］以凝血酶為研究對象，基于適配子識別技術，實現了壓電石英體微天平和拉曼表面增強光譜的同時檢測，不僅可以通過壓電石英晶體微天平對檢測適配子與凝血酶的識別作用過程，而且可同時通過拉曼光譜得到凝血酶的分子結構信息，本方法為核酸適配子的實際構建和石英篩選提供新的實驗手段。
1．5手性重力大小與方向性對α-淀粉酶活性的效應分析
研究表明，納米顆粒、光照環(huán)境以及力場等外在因素在生命體中均能夠產生與之對應的生物效應。很多研究發(fā)現，在超重或微重力條件下會影響相關基團表達。但人們總是關注于力的大小效應，而忽視了力的方向性效應。袁龍飛等［7］通過光譜學方法，測定了手性重力的大小及方向對α-淀粉酶活性的影響。結果表明，超重力場會提高α-淀粉酶活性，且右手螺旋力更能提高其活性，并在4000g為其最適點。考慮到地球重力的晝夜周期性變化的事實，表明重力可能也是生理節(jié)律的重要授時因子之一。該研究將在生命科學的研究中得到應用。
2現代有機分析在生命科學及環(huán)境科學中的應用
2．1毛細管電色譜法分離嘌呤堿及核苷化合物
毛細管電色譜法(CEC)是近年來發(fā)展起來的新方法，具有快速、高效、進樣量少等特點，分離的核心部分是整體柱。有機整體柱制備方法簡單、內部結構均勻、重現性好，選擇單體具有多樣性，已成為目前研究最為廣泛的一類整體柱。核苷和堿基是生物體的重要物質，在生命科學、藥物等領域中研究廣泛。張琳等［8］以C18為單體，三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)為交聯劑，制備了一種疏水性有機整體柱，該柱具有良好的通透性，較高的柱效。利用該柱基于毛細管電色譜法，對3種嘌呤堿和4種核苷，即腺嘌呤、次黃嘌呤、甲氨基嘌呤、甲基腺苷、鳥苷進行了快速有效地分離和檢測。
2．26-芐氨基嘌呤-Cu(Ⅱ)-三苯烷類染料體系的吸收和共振瑞利散射光譜及其分析應用
6-芐氨基嘌呤(6-BA)是第1個人工合成的外源性細胞分裂素，廣泛應用于農業(yè)、果樹及園藝作物組織的培養(yǎng)，具有將氨基酸、生長素、無機鹽等攜向處理部位，促進根尖及芽產生愈傷組織并分化;縮短生長周期，提高坐果率;能促進δ-氨基乙酰丙酸的生物合成等多種效能。其在現代農業(yè)、水果和園藝作物中起著重要的作用，但過量或濫用細胞分裂素，可能會破壞水果和蔬菜中的營養(yǎng)成分，故在農業(yè)、水果生產食用過程中，必須嚴格規(guī)范使用范圍并控制其用量，使其更好的服務于人類。故研究對6-芐氨基嘌呤的痕量測定方法，無論對藥物分析或農產品殘留量檢驗都是非常重要的。為此，黎小艷等［9］在pH5．0HAc-NaAc介質中，讓6-芐氨基嘌呤與Cu(Ⅱ)及三苯甲烷類染料反應，形成離子締合物，其能引起吸收光譜，使共振瑞利散射及倍頻散射顯著增強，其強度變化與6-BA濃度增加呈線性關系，3種方法測得里斯沙明綠體系的檢出限分別為5．48，119．70，64．20ng/mL。將RRS法用于豆芽中6-BA的快速測定，結果滿意。同時，他們還計算了6-BA的電荷分布，對反應機理進行了初步探討。
2．3四氧化三鐵納米磁珠富集磷酸化多肽的研究
蛋白質磷酸化和去磷酸化幾乎調節(jié)著生命活動的整個過程，包括細胞的增殖、發(fā)育和分化、神經活動、肌肉收縮、新陳代謝、腫瘤發(fā)生等。因此，對蛋白質磷酸化位點進行分析，有助于闡明蛋白質磷酸化的機制與功能。生物質譜是目前進行蛋白質磷酸化分析最有力的方法之一，但由于細胞蛋白質磷酸化的豐度很低，以及在質譜分析中磷酸化的肽段離子化效率低，磷酸化肽段的質譜信號會被非磷酸化肽的質譜信號壓制，因此，在磷酸化蛋白質的質譜分析鑒定前，需要結合高效的富集技術才能提高信號比。為此，付潔英等［10］利用四氧化三鐵磁性納米材料對磷酸化肽段的特異性吸附，構建了一個快速、高效鑒定分析磷酸化蛋白質的新技術，實驗證明，通過四氧化三鐵納米磁珠對磷酸化多肽的富集，使其進行了準確測定。
2．4利用柱前衍生毛細管電泳化學發(fā)光法高靈敏度檢測生物樣品中氨基酸
作為蛋白質合成中必不可少的原料，氨基酸廣泛存在于血液、尿液、唾液等生物樣品中，并在新陳代謝中起著重要作用，因而對其痕量檢測意義重大。李濤等［11］發(fā)現，DPC在毛細管電泳化學發(fā)光體系中能極大的增強Luminol-H2O2的發(fā)光強度，在此基礎上建立了采用ABEI對氨基酸進行柱前衍生化，基于超常氧化態(tài)銅離子復合物二過碘酸合銅(DPC)對魯米諾(Luminol)-H2O2化學發(fā)光體系的高效催化，建立了氨基酸的毛細管電泳-化學發(fā)光檢測方法。氨基酸以異魯米諾(ABEI)衍生后，定量限可達0．20μm。該法是對生物樣品中的氨基酸進行高靈敏度測定的新方法。
2．5聚合物整體柱微萃取與高效液相色譜法聯用
檢測氨基甲酸酯類農藥氨基甲酸酯類農藥對多種害蟲有良好的殺除效果，因而被廣泛用于農業(yè)生產中，特別是蔬菜、水果，但其殘留嚴重影響人體健康。因此，建立簡單、快速的氨基甲酸酯類農藥殘留的檢測方法具有重要意義。馬會會等［12］以聚(甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯)毛細管主體柱作為萃取裝置，利用聚合物整體柱微萃取與高效液相色譜聯用技術，建立了同時測定水果、蔬菜中氨基甲酸酯類農藥的分析方法。為了得到較高的萃取效率，他們還優(yōu)化了影響萃取效率的參數(萃取流速、萃取體積、解析液流速等)。該方法具有簡便、快速、靈敏度高、分析重現性好等優(yōu)點，用于實際水果、蔬菜中氨基甲酸酯類農藥的檢測，獲得了較好的結果。
3現代有機分析在日常生活中的應用
3．1花梨木類與黑酸枝木類HPLC指紋圖構建
近年來，紅木家具及制品的真?zhèn)伪鎰e成為一大熱點問題。作為一種從整體上研究復雜物質體系的技術工具，天然產物指紋圖已廣泛應用于中藥、茶葉的辨別分析中，而在木材鑒別上才剛剛起步。沈明月等［13］利用高效液相色譜(HPLC)法建立了2類4種紅木HPLC指紋圖譜，結果顯示，不同種紅木HPLC指紋圖譜間有顯著差異，并探索了化學指紋圖在不同紅木驗證、判別方面應用的可行性，可為紅木質量監(jiān)控提供新的依據。
3．2對空氣敏感類有機化合物的碳氫氮元素含量測定
天然的和合成的化合物中有許多是對空氣敏感的，即對水分、氧氣、溫度等十分敏感。隨著科技的發(fā)展，真空手套開始替代過去的人工氣體純化裝置。為此，戴儷婧等［14］采用在手套箱中稱取金屬有機化合物，整理了不同主族金屬化合物的元素分析結果，發(fā)現都在允許誤差范圍內。研究表明，這樣的取樣方法比其它方法更易操作，取樣環(huán)境更有保證。該法在環(huán)境分析中將得到廣泛應用。
4結束語
近年來，由于科技工作者對現代有機分析化學的潛心研究，使現代有機分析和現代生物分析的新方法、新技術及新的測試手段不斷涌現，從而為保證人類可持續(xù)發(fā)展，并為人類生產、生活、生存及健康提供了強有力的保證。盡管如此，現代有機分析還面臨著許多新課題，如環(huán)境中的微量、超微量有機污染物的檢測，有機和生物污染物在環(huán)境中的反應和遷移等，都是對現代有機分析和生物分析發(fā)展的極大挑戰(zhàn)。但我們堅信，隨著科學家在研究中不斷發(fā)現有機分析和生物分析的新方法新技術和新的測試手段，挑戰(zhàn)性的難題將被解決，有機分析和生物分析將迎來新的輝煌。不僅如此，通過科學家的潛心研究，現代有機與生物分析正向著靈敏、快速、準確、特新、微量化、自動化的方向發(fā)展。
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