芦荟多糖的荧光猝灭和电化学法测定及机理研究

论文摘要

随着芦荟多糖（APS）的诸多生物学功能被不断地揭示和认识,APS的含量反映了芦荟的质量,其含量的测定方法的研究成为人们关注的焦点。本文应用荧光猝灭法和电化学分析法,利用茜素红（AR）的荧光特性和电活性特质在特定的条件下建立APS含量测定的新方法,结果表明这两种新建立的方法灵敏度高、操作简单、选择性好,结果与传统的紫外分光光度法一致。主要内容如下:（1）室温下去离子水中,APS与AR可形成微紫色、非荧光性、稳定的AR-APS复合物,以AR为荧光剂,APS为猝灭剂建立APS荧光猝灭测定新方法。在二次去离子水中,APS浓度在0.444～16.65μg?mL-1范围内与AR猝灭的荧光强度（ΔF）成线性关系,对应的线性方程为:ΔF=0.8807C+1.8132,R2=0.9999,检测限为:0.1425 mg·L-1。相对标准偏差RSD≤3%,该方法已成功用于芦荟产品中多糖含量的测定,结果满意。（2）弱酸性条件下,APS与AR形成微紫色、非电活性、稳定的AR-APS复合物。降低了AR的电流强度,且降低的电流强度（ΔI "p）与APS的浓度在一定范围内呈良好的线性关系,由此建立了在多壁碳纳米管（MWNTs）修饰的玻碳（GC）电极上检测APS的线性扫描伏安法。在最佳条件下,AR在该修饰电极上有灵敏的还原峰（–0.360V vs. SCE）,APS在5.0×10-9～10.0×10-8mol·L-1范围内与AR降低的还原峰电流（ΔI"p）成正比,检测限为9.33×10-10mol·L-1,RSD≤0.8%,二者的结合比为1:1,结合常数为2.75×104。该方法灵敏、准确,用于模拟样品和真实样品的测定,结果满意。（3）在弱酸性条件下,通过荧光分析法和紫外吸收光谱法研究了AR和APS的相互作用。实验结果表明AR对APS的猝灭机理为静态猝灭过程。实验得到了相应的各种参数Kq、Ksv（Kq代表生物大分子的猝灭率常数,Ksv代表动态猝灭常数）;ΔHΘ、ΔGΘ、ΔSΘ,结果表明微紫色AR-APS复合物的形成是通过彼此间静电力的基础上的疏水相互作用。分子间的距离r,满足F?rster的非辐射能量转化理论;同步荧光光谱表明,AR与APS之间的相互作用,导致APS周围微环境的改变。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 芦荟多糖
• 1.1.1 芦荟多糖的功能
• 1.1.2 O—乙酰基含量指标
• 1.1.3 芦荟多糖的组成和结构
• 1.1.4 芦荟多糖提取
• 1.1.5 芦荟多糖的鉴定
• 1.1.6 芦荟多糖的总含量的测定方法
• 1.2 分子荧光技术
• 1.2.1 荧光
• 1.2.2 分子的激发与弛豫
• 1.2.3 分子发光的类型
• 1.2.4 荧光的激发光谱和发射光谱
• 1.2.5 荧光强度与溶液浓度的关系
• 1.2.6 荧光与分子结构的关系
• 1.2.7 胶束增敏及多元体系
• 1.2.8 荧光猝灭作用
• 1.3 化学修饰电极
• 1.3.1 化学修饰电极的定义
• 1.3.2 研究化学修饰电极的意义
• 1.3.3 化学修饰电极的制备和类型
• 1.3.4 固体电极表面的清洁处理
• 1.3.5 化学修饰电极的制备
• 1.3.6 化学修饰电极在分析化学中的功能
• 1.4 课题的目的、意义及研究的内容
• 第二章 芦荟多糖的荧光猝灭测定新方法
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和试剂
• 2.2.2 芦荟多糖标准物质的制备
• 2.2.3 样品溶液的准备
• 2.2.4 分析方法
• 2.2.5 APS 和AR 的结合作用
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 APS 与AR 分子间弱的相互作用及其光谱特征
• 2.3.2 发色体系的最佳介质
• 2.3.3 AR 浓度的影响
• 2.3.4 ΔF 的稳定性
• 2.3.5 反应温度的影响
• 2.3.6 荧光猝灭法和紫外分光光度法测定的比较
• 2.3.7 共存物质的影响
• 2.3.8 样品的分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 多壁碳纳米管修饰玻碳电极伏安法测定芦荟多糖
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 材料和试剂
• 3.2.2 仪器和设备
• 3.2.3 电极的准备
• 3.2.4 真实样品的处理
• 3.2.5 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 紫外吸收光谱
• 3.3.2 APS 存在时AR 的电化学行为
• 3.3.3 AR 的电化学行为
• 3.3.4 电极修饰膜的光谱特征
• 3.3.5 二阶导数线性扫描伏安法
• 3.3.6 pH 值的影响
• 3.3.7 AR 浓度的影响
• 3.3.8 反应时间和稳定性
• 3.3.9 再现性和重复性
• 3.3.10 干扰实验
• 3.3.11 分析应用
• 3.3.12 结合常数和结合比的测定
• 3.4 本章小结
• 第四章 光谱技术研究茜素红与芦荟多糖的相互作用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 仪器
• 4.2.3 分析方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 紫外吸收光谱
• 4.3.2 AR 对 APS 的荧光猝灭
• 4.3.3 热力学参数和结合力的类型
• 4.3.4 结合常数 （K） 和结合位点的结合数（n）
• 4.3.5 从 APS 到 AR 能量转移
• 4.3.6 构象的研究
• 4.4 本章小结
• 全文结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文