木素過(guò)氧化物酶光度法檢測(cè)環(huán)境污染物.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人口的急劇增多，人類活動(dòng)(包括生產(chǎn)活動(dòng)和生活活動(dòng))向環(huán)境中排放的各種污染物日益增多。在這眾多的污染物中，芳香化合物(尤其是芳香胺、酚類物質(zhì))和有機(jī)過(guò)氧化物的污染越來(lái)越引起人們的關(guān)注。芳香胺主要來(lái)自染料、聚合體、除草劑、殺蟲劑等在環(huán)境中的降解。酚類主要是來(lái)自石油化工、樹脂、塑料、醫(yī)藥品、聚合體、殺蟲劑、抗氧化劑等工業(yè)排出的廢水中。大氣中的過(guò)氧化物主要來(lái)源于光化學(xué)煙霧的二次污染物，而油脂自動(dòng)氧化也能產(chǎn)生氫過(guò)氧化物。這

2、些有害化學(xué)品對(duì)人體健康和環(huán)境的危害是環(huán)境保護(hù)中亟待解決的重要問(wèn)題，必須引起全社會(huì)高度重視，因此很有必要建立簡(jiǎn)單可行的芳香化合物和有機(jī)過(guò)氧化物的測(cè)檢方法。 木素過(guò)氧化物酶(LiP)是20世紀(jì)80年代初發(fā)現(xiàn)的真菌過(guò)氧化物酶。它與其它過(guò)氧化物酶的結(jié)構(gòu)和催化反應(yīng)機(jī)制相似，但其氧化還原電位更高(1.36 V vs．NHE)，許多酚型和非酚型有機(jī)化合物都可作為L(zhǎng)iP的反應(yīng)底物，其中藜蘆醇(VA)是最適底物。然而它在分析檢測(cè)方面的應(yīng)用報(bào)道還非

3、常少。以往的過(guò)氧化物酶法檢測(cè)多是人工一次性加入H2O2來(lái)引發(fā)反應(yīng)，并且都集中在傳統(tǒng)的水介質(zhì)中。這就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)重現(xiàn)性差、方法選擇性差、以及疏水性化合物難以檢測(cè)等問(wèn)題。為了克服以上缺點(diǎn)，本文利用葡萄糖氧化酶(GOD)氧化葡萄糖產(chǎn)生H2O2，H2O2緩釋明顯改善了LiP的催化活性，從而使初速率增大，準(zhǔn)確性大幅度提高；利用LiP酶促雙底物氧化機(jī)制，通過(guò)選取適當(dāng)?shù)闹甘镜孜?，提高酚類物質(zhì)測(cè)定選擇性；利用LiP酶的過(guò)氧化物依賴性，借助膠束酶學(xué)研究方法

4、，在反膠束中建立了疏水性有機(jī)過(guò)氧化物的LiP酶法檢測(cè)。以上三種措施可以克服現(xiàn)有過(guò)氧化物酶法檢測(cè)的缺點(diǎn)，也是本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處。 論文分四章： 第一章介紹了芳香胺、酚類、有機(jī)過(guò)氧化物的污染現(xiàn)狀及常規(guī)分析檢測(cè)方法，重點(diǎn)突出了酶法分析。此外，就本課程采用的LiP酶也做了一些背景介紹，簡(jiǎn)單論述了反膠束介質(zhì)中LiP酶的催化性能與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。共引用了122篇文獻(xiàn)。 在論文的第二章中，研究了水介質(zhì)中GOD和LiP偶聯(lián)分光光度

5、法測(cè)定芳香胺的分析特性。利用GOD和葡萄糖反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2來(lái)引發(fā)LiP的反應(yīng)，以防止H2O2的濃度過(guò)高對(duì)LiP活力產(chǎn)生抑制的負(fù)面影響。從葡萄糖濃度、pH值、GOD的量等幾方面討論了反應(yīng)條件對(duì)靈敏度的影響，確定了最佳的實(shí)驗(yàn)條件和分析方法的分析特性，并用加標(biāo)法測(cè)定了胡蘿卜中的芳香胺。單酶體系和雙酶偶聯(lián)體系比較表明：酶法產(chǎn)生H2O2要比人工外部一次性加入好，記錄的動(dòng)力學(xué)曲線線性范圍寬，初始速率大，提高了檢測(cè)的靈敏度，又利于準(zhǔn)確定量測(cè)定。

6、 在本論文的第三章，嘗試根據(jù)酚類物質(zhì)對(duì)LiP催化氧化芳香胺的動(dòng)力學(xué)曲線的影響，建立酚類物質(zhì)選擇性酶法測(cè)定方法。酚對(duì)LiP催化氧化芳香胺的影響與酚和指示底物氧化還原電位的相對(duì)高低有關(guān)。當(dāng)選用3,3'-二甲基聯(lián)苯胺(OTD)做指示底物時(shí)，發(fā)現(xiàn)氧化還原電位高于OTD的酚可以與OTD同時(shí)被氧化，而氧化還原電位低于OTD的酚則比OTD更易被氧化，致使延遲一段時(shí)間之后才能在A-t曲線上觀察到指示反應(yīng)的進(jìn)行。尋找最佳實(shí)驗(yàn)條件，通過(guò)記錄指示反應(yīng)的初

7、速率降低值或抑制時(shí)間可以選擇性測(cè)定酚類物質(zhì)。在以對(duì)甲氧基苯胺(PAD)做指示底物時(shí)，能觀察到氧化還原電位高于PAD的酚增大指示反應(yīng)的反應(yīng)速率，氧化還原電位低于PAD的酚降低指示反應(yīng)的反應(yīng)速率，但通過(guò)記錄指示反應(yīng)的初速率降低值或升高值不能選擇性測(cè)定酚類物質(zhì)。本文通過(guò)H202的緩釋，可以提高測(cè)定結(jié)果靈敏度和工作曲線的線性范圍。 本論文的第四章建立了AOT/Brij30反膠束介質(zhì)中有機(jī)過(guò)氧化物的酶法光度檢測(cè)方法。方法思路是LiP催化氧

8、化鄰苯二胺，其反應(yīng)的初速率與樣品中有機(jī)過(guò)氧化物的濃度成一定的比例關(guān)系。由于有機(jī)過(guò)氧化物的水不溶性，所以選擇一個(gè)既能增溶有機(jī)過(guò)氧化物又能使LiP保持高活力的介質(zhì)是首先需要解決的問(wèn)題。本文通過(guò)一定比例的AOT與Brij30復(fù)配，形成一種新的反膠束體系，即提高疏水性化合物的溶解度又能使LiP保持很高的催化活力。研究了反膠束大小(ω0)、pH等介質(zhì)對(duì)檢測(cè)靈敏度的影響，確定了最佳的實(shí)驗(yàn)條件和分析方法的分析特性，并用加標(biāo)法測(cè)定橄欖油中的有機(jī)過(guò)氧化物