當(dāng)代環(huán)境科學(xué)有機(jī)分析

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1現(xiàn)代有機(jī)生物分析在酶化學(xué)檢測(cè)方面的應(yīng)用

1．1用毛細(xì)管電泳化學(xué)發(fā)光檢測(cè)對(duì)黃嘌呤氧化酶抑制劑的篩選

黃嘌呤氧化酶(XOD)是人體內(nèi)產(chǎn)生尿酸過(guò)程中的關(guān)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(chǎn)生過(guò)剩，會(huì)導(dǎo)致高尿酸血癥。因此維持正常水平的尿酸濃度是預(yù)防痛風(fēng)和其它疾病的重要途徑。XOD抑制劑可通過(guò)抑制XOD的活性來(lái)減少尿酸的產(chǎn)生，是治療高尿血癥和痛風(fēng)的一類重要藥物。姜靜等［3］基于毛細(xì)管電泳活性發(fā)光檢測(cè)法，結(jié)合電泳中介微分析技術(shù)，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(cè)定了黃嘌呤氧化酶活性，并用標(biāo)準(zhǔn)抑制劑考察該方法用于酶抑制劑篩選的可行性，最后對(duì)十余種中草藥進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)高良姜的乙醇提取物對(duì)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(yīng)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(cè)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(dòng)物組織和微生物中。當(dāng)人體組織發(fā)生病變時(shí)，ALP的含量出現(xiàn)異常，因此檢測(cè)磷酸酯酶的含量對(duì)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(chǎn)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(qiáng)度與堿性磷酸酯酶濃度在1．33×10－5～4．0U/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，該法用于血清樣品測(cè)定，結(jié)果滿意。故該法是一種檢測(cè)堿性磷酸酯酶的共振散射光譜分析新方法。

1．3過(guò)氧化氫在胺基硅烷磁性納米材料修飾電極上的電化學(xué)行為及對(duì)酶的固定

過(guò)氧化氫(H2O2)是食品、制藥、臨床、工業(yè)和環(huán)境分析等領(lǐng)域中的一種重要媒介體。近年來(lái)，對(duì)H2O2測(cè)定的研究十分活躍。經(jīng)過(guò)硅烷化的磁性納米材料不僅具有磁性，可以在外加磁場(chǎng)的作用下方便的分離;而且通過(guò)表面修飾賦予的表面功能基團(tuán)，使得該磁性納米粒子具有良好的生物相容性、穩(wěn)定性、對(duì)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(guò)氧化酶(HRP)的固定，制備了PDDA/HRP/A-SMNPs/GCE修飾電極，并運(yùn)用化學(xué)阻抗(EIS)、循環(huán)伏安和安培檢測(cè)等方法研究了過(guò)氧化氫(H2O2)在該修飾電極上的電化學(xué)行為。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，該傳感器對(duì)H2O2具有響應(yīng)快、穩(wěn)定性好和選擇性良好的特點(diǎn)。

1．4QCM和SERS聯(lián)用檢測(cè)凝血酶的研究

拉曼光譜作為一種重要的振轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)及其變化，表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)可使在特殊制備的一些活性基質(zhì)表面上吸附分子的拉曼散射信號(hào)大大增強(qiáng)，從而為生物大分子的超拉曼檢測(cè)打開(kāi)了大門。岳小雷等［6］以凝血酶為研究對(duì)象，基于適配子識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了壓電石英體微天平和拉曼表面增強(qiáng)光譜的同時(shí)檢測(cè)，不僅可以通過(guò)壓電石英晶體微天平對(duì)檢測(cè)適配子與凝血酶的識(shí)別作用過(guò)程，而且可同時(shí)通過(guò)拉曼光譜得到凝血酶的分子結(jié)構(gòu)信息，本方法為核酸適配子的實(shí)際構(gòu)建和石英篩選提供新的實(shí)驗(yàn)手段。

1．5手性重力大小與方向性對(duì)α-淀粉酶活性的效應(yīng)分析

研究表明，納米顆粒、光照環(huán)境以及力場(chǎng)等外在因素在生命體中均能夠產(chǎn)生與之對(duì)應(yīng)的生物效應(yīng)。很多研究發(fā)現(xiàn)，在超重或微重力條件下會(huì)影響相關(guān)基團(tuán)表達(dá)。但人們總是關(guān)注于力的大小效應(yīng)，而忽視了力的方向性效應(yīng)。袁龍飛等［7］通過(guò)光譜學(xué)方法，測(cè)定了手性重力的大小及方向?qū)Ζ?淀粉酶活性的影響。結(jié)果表明，超重力場(chǎng)會(huì)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(diǎn)?？紤]到地球重力的晝夜周期性變化的事實(shí)，表明重力可能也是生理節(jié)律的重要授時(shí)因子之一。該研究將在生命科學(xué)的研究中得到應(yīng)用。

2現(xiàn)代有機(jī)分析在生命科學(xué)及環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用

2．1毛細(xì)管電色譜法分離嘌呤堿及核苷化合物

毛細(xì)管電色譜法(CEC)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新方法，具有快速、高效、進(jìn)樣量少等特點(diǎn)，分離的核心部分是整體柱。有機(jī)整體柱制備方法簡(jiǎn)單、內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻、重現(xiàn)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(zhì)，在生命科學(xué)、藥物等領(lǐng)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(lián)劑，制備了一種疏水性有機(jī)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(xì)管電色譜法，對(duì)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(niǎo)苷進(jìn)行了快速有效地分離和檢測(cè)。

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(yīng)用

6-芐氨基嘌呤(6-BA)是第1個(gè)人工合成的外源性細(xì)胞分裂素，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、果樹(shù)及園藝作物組織的培養(yǎng)，具有將氨基酸、生長(zhǎng)素、無(wú)機(jī)鹽等攜向處理部位，促進(jìn)根尖及芽產(chǎn)生愈傷組織并分化;縮短生長(zhǎng)周期，提高坐果率;能促進(jìn)δ-氨基乙酰丙酸的生物合成等多種效能。其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、水果和園藝作物中起著重要的作用，但過(guò)量或?yàn)E用細(xì)胞分裂素，可能會(huì)破壞水果和蔬菜中的營(yíng)養(yǎng)成分，故在農(nóng)業(yè)、水果生產(chǎn)食用過(guò)程中，必須嚴(yán)格規(guī)范使用范圍并控制其用量，使其更好的服務(wù)于人類。故研究對(duì)6-芐氨基嘌呤的痕量測(cè)定方法，無(wú)論對(duì)藥物分析或農(nóng)產(chǎn)品殘留量檢驗(yàn)都是非常重要的。為此，黎小艷等［9］在pH5．0HAc-NaAc介質(zhì)中，讓6-芐氨基嘌呤與Cu(Ⅱ)及三苯甲烷類染料反應(yīng)，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(qiáng)，其強(qiáng)度變化與6-BA濃度增加呈線性關(guān)系，3種方法測(cè)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(cè)定，結(jié)果滿意。同時(shí)，他們還計(jì)算了6-BA的電荷分布，對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)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(zhì)磷酸化和去磷酸化幾乎調(diào)節(jié)著生命活動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，包括細(xì)胞的增殖、發(fā)育和分化、神經(jīng)活動(dòng)、肌肉收縮、新陳代謝、腫瘤發(fā)生等。因此，對(duì)蛋白質(zhì)磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行分析，有助于闡明蛋白質(zhì)磷酸化的機(jī)制與功能。生物質(zhì)譜是目前進(jìn)行蛋白質(zhì)磷酸化分析最有力的方法之一，但由于細(xì)胞蛋白質(zhì)磷酸化的豐度很低，以及在質(zhì)譜分析中磷酸化的肽段離子化效率低，磷酸化肽段的質(zhì)譜信號(hào)會(huì)被非磷酸化肽的質(zhì)譜信號(hào)壓制，因此，在磷酸化蛋白質(zhì)的質(zhì)譜分析鑒定前，需要結(jié)合高效的富集技術(shù)才能提高信號(hào)比。為此，付潔英等［10］利用四氧化三鐵磁性納米材料對(duì)磷酸化肽段的特異性吸附，構(gòu)建了一個(gè)快速、高效鑒定分析磷酸化蛋白質(zhì)的新技術(shù)，實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)四氧化三鐵納米磁珠對(duì)磷酸化多肽的富集，使其進(jìn)行了準(zhǔn)確測(cè)定。

2．4利用柱前衍生毛細(xì)管電泳化學(xué)發(fā)光法高靈敏度檢測(cè)生物樣品中氨基酸

作為蛋白質(zhì)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(duì)其痕量檢測(cè)意義重大。李濤等［11］發(fā)現(xiàn)，DPC在毛細(xì)管電泳化學(xué)發(fā)光體系中能極大的增強(qiáng)Luminol-H2O2的發(fā)光強(qiáng)度，在此基礎(chǔ)上建立了采用ABEI對(duì)氨基酸進(jìn)行柱前衍生化，基于超常氧化態(tài)銅離子復(fù)合物二過(guò)碘酸合銅(DPC)對(duì)魯米諾(Luminol)-H2O2化學(xué)發(fā)光體系的高效催化，建立了氨基酸的毛細(xì)管電泳-化學(xué)發(fā)光檢測(cè)方法。氨基酸以異魯米諾(ABEI)衍生后，定量限可達(dá)0．20μm。該法是對(duì)生物樣品中的氨基酸進(jìn)行高靈敏度測(cè)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(lián)用

檢測(cè)氨基甲酸酯類農(nóng)藥氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)多種害蟲(chóng)有良好的殺除效果，因而被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，特別是蔬菜、水果，但其殘留嚴(yán)重影響人體健康。因此，建立簡(jiǎn)單、快速的氨基甲酸酯類農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法具有重要意義。馬會(huì)會(huì)等［12］以聚(甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯)毛細(xì)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(lián)用技術(shù)，建立了同時(shí)測(cè)定水果、蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)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(shù)(萃取流速、萃取體積、解析液流速等)。該方法具有簡(jiǎn)便、快速、靈敏度高、分析重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，用于實(shí)際水果、蔬菜中氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測(cè)，獲得了較好的結(jié)果。

3現(xiàn)代有機(jī)分析在日常生活中的應(yīng)用

3．1花梨木類與黑酸枝木類HPLC指紋圖構(gòu)建

近年來(lái)，紅木家具及制品的真?zhèn)伪鎰e成為一大熱點(diǎn)問(wèn)題。作為一種從整體上研究復(fù)雜物質(zhì)體系的技術(shù)工具，天然產(chǎn)物指紋圖已廣泛應(yīng)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(jié)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(xué)指紋圖在不同紅木驗(yàn)證、判別方面應(yīng)用的可行性，可為紅木質(zhì)量監(jiān)控提供新的依據(jù)。

3．2對(duì)空氣敏感類有機(jī)化合物的碳?xì)涞睾繙y(cè)定

天然的和合成的化合物中有許多是對(duì)空氣敏感的，即對(duì)水分、氧氣、溫度等十分敏感。隨著科技的發(fā)展，真空手套開(kāi)始替代過(guò)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(jī)化合物，整理了不同主族金屬化合物的元素分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)都在允許誤差范圍內(nèi)。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(yīng)用。

4結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，由于科技工作者對(duì)現(xiàn)代有機(jī)分析化學(xué)的潛心研究，使現(xiàn)代有機(jī)分析和現(xiàn)代生物分析的新方法、新技術(shù)及新的測(cè)試手段不斷涌現(xiàn)，從而為保證人類可持續(xù)發(fā)展，并為人類生產(chǎn)、生活、生存及健康提供了強(qiáng)有力的保證。盡管如此，現(xiàn)代有機(jī)分析還面臨著許多新課題，如環(huán)境中的微量、超微量有機(jī)污染物的檢測(cè)，有機(jī)和生物污染物在環(huán)境中的反應(yīng)和遷移等，都是對(duì)現(xiàn)代有機(jī)分析和生物分析發(fā)展的極大挑戰(zhàn)。但我們堅(jiān)信，隨著科學(xué)家在研究中不斷發(fā)現(xiàn)有機(jī)分析和生物分析的新方法新技術(shù)和新的測(cè)試手段，挑戰(zhàn)性的難題將被解決，有機(jī)分析和生物分析將迎來(lái)新的輝煌。不僅如此，通過(guò)科學(xué)家的潛心研究，現(xiàn)代有機(jī)與生物分析正向著靈敏、快速、準(zhǔn)確、特新、微量化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。