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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..((0X031cfInstomeatalAnalysis-673-685:123969/-?008基于BDC的氧化物酶活性检测果汁中抗坏血酸的比色方法研究杨阳,刘光勤,杨思龙,艾雪莲,梁秋红,罗林频,汪蓉,王建龙,张文涛**(西北农林科技大学食品科学与工程学院,陕西杨凌710100)摘要:以对苯二甲酸HBDC)为有机配体,Ce为活性金属中心制备了一种具有氧化物酶活性的金属有机框架材料Ce-BDC,其可以催化无色3,3,5,5-四***联苯***(TMB)生成在652/m处具有强紫外吸收峰的蓝色氧化反应产物-TMB。该氧化物模拟酶的催化活性受到pH值和温度的影响,其催化规律遵循米氏反应动力学。抗坏血酸的加入可将-TMB还原导致溶液蓝色减弱且652/m处的吸光度下降,该文基于这一现象建立了一种果汁中检测抗坏血酸的比色方法。在优化条件下,抗坏血酸浓度在44-30pmol/P范围内与其652nm处的吸光度呈良好线性,,。方法对实际果汁样品中抗坏血酸的回收率为9&2%-142%,相对标准偏差(RSD)为42%~%。该策略可为基于纳米酶的比色方法检测抗。关键词:抗坏血酸;金属有机框架;模拟氧化物酶活性;比色检测中图分类号:;:A文章编号:K04-4957(2021)05-0678-06BasedonCe-BDCOxibase-libeActivityYANGYang,LITGuang-pm,YANGSi-Ung,ASXue-lian,LnNGQiu-Uog,LUOLix-pix,WANGRong,WANGJianEcxg,ZHANGWea-tao*(ColleyeofFoodScienceandEngi/eedng,NorthWestAgdcal/rcandFoos//University;Yang/ng712140,Chi/v)Abstract:AscorUicacib(AA),alsoknownasvitaminC(Vc),-Appopdalvintabvofascordicacidisbeaeficiattoeadadcothvbodo—anti-stressabi/tyandimmunity;pomolethvdbsootOnofcalcium,ion,£10acid,vtc.,,ascordicacidasanantioxidantisalsowibWyusedinthvfieldsofmedicalph/mpcy;;-sismethodsbasedonnanozymvshaveattractedmoreandmoreresearchinterestowingtotheirfasci-natingadvantayvsofUwcost,yoodstadi/ty;highseas/ivOyandexcelUalsWwtm/,asimply;seasitive;rapidandseUchvecolodmetricmethodforascordicaciddetectiodwasdv-/-pUWemetalceatvrareponvtoposswsyoodcatalyticpeOrmance;anovelmetal一ooanicfomewoOnanozymvCv一BDCwasfirstpreparedbyusingOoph/yicacid(HBDC)-preparedCe-BDCwasweltcharactedzedbyscanningWwtonm0oscopo(SEM),X?oydiOrachon(XRD-andX-oyp/otoeUctonsyectoscopo(XPS-.Theatheoxibase-libeactivityofCe-BDCwaso-ouldcatalyaethecolorless3,3,7,7-tetramethylbeazidide(TMB-topro-:2226-10-44;修回日期:2204-24-47基金项目:国家自然科学基金项目(4475147,51094724);仲英青年学者项目;国家级大学生创新创业训练计划(S262647K474*通讯作者:张文涛,博士,副教授,研究方向:基于纳米技术的食品安全因子快速检测与高效控制,E-mail:******@nw-su/.:..第期杨阳等:基于Co-BDC的氧化物酶活性检测果汁中抗坏血酸的比色方法研究679catalyticactivitpofCx一BDCfollowstheMichaelis一Mecten0:0X0,,,,theadditionofascor/icacidcoclOreduceoxTMBintocoWuCxsTMB,/--noc,acoWCuX/cmethodwasestaP/sheCforascor/,theaPsorPancoofthereactionsolutiocat652nmhasayood/nearrelationsUipwiththeectratiocofascor/-37Rmol/L,andthedetectioclimitforascor/,whichcoclUsatisftheaepuiremectsOrthepmomaldetectionofascor/(uicosam-%-162%,%-%,democstraUngthatthemethodisp/misingfortherapidandselecUvadetectionofascor/,thisworUp/vidcsanewappmachforthecoWCuX/cdetectiocofascor/icacidinfruit(:ascor/icacid;anicOameworP;oxiPase-li/cactivitp;coWCmet/cdetection抗坏血酸(AA)又被称为维生素C(Vc),是一类具有烯二醇结构的还原性物质。抗坏血酸在维持人体正常生理机能中扮演着重要角色5「2,适量的摄入抗坏血酸有利于增强机体抗应激能力和免疫力,促进钙、铁、叶酸等的吸收,预防癌症与心血管疾病等。此外,抗坏血酸作为一种抗氧化剂也被广泛用于医疗制药、食品加工和化妆品等领域「2。但人体自身不能合成抗坏血酸,只能从外界摄取,因此检测食品和医药产品中的抗坏血酸含量是非常有必要的。目前常见的抗坏血酸检测方法有毛细管电泳法5]、色谱法⑷、荧光法以及电化学法[6等,这些方法虽灵敏度高、特异性强,但其昂贵的仪器设备、复杂费时的操作过程限制了进一步应用。基于纳米酶的比色法因具有检测成本低、操作简单、无需专业人员的优点而备受关注。天然酶大多是蛋白质和RNA,在高温、强酸、强碱等条件下易变性失活,失去催化活性,且天然酶不易提取或提取费用高。纳米酶具有合成简单、制备成本低、可回收利用、对极端反应条件耐受性强等优点,有望作为天然酶的替代品。尽管近年来纳米酶领域已取得了很大发展,但纳米酶的催化能力弱于天然酶,且特异性差5],这些缺点限制了纳米酶在各个领域的发展,因此寻求具有优异催化性能的纳米材料是目前的研究热点。金属有机骨架(MOFs)也称多孔配位聚合物(PCPs),是一种新型晶态微孔材料,具有比表面积大、孔隙率高、孔道形状及尺寸可调等优点[5-5],已被广泛用于纳米酶的开发。迄今为止,大量的MOFs材料(如Fe-MOFs50、Cu-M0Fs[4、Co-MOFs52、Zo-MOFs52、Zf-MOFs53、Cx-MOFW15]等)被开发作为纳米酶用于生物传感、生物医学、环境监测等领域。这些MOFs材料的活性催化中心高度依赖于具有氧化还原活性的多价态金属元素,因此以多金属或多价态金作为活性是开高性酶的可。本文以对苯二甲酸(H2BDC)为有机配体,Cx为活性金属中心合成了一种金属有机框架材料Cx-BDCoCx-BDC可模拟氧化物酶活性并催化3,3,5,5-四***联苯***(TMB)生成氧化反应产物oxT-MB,溶液由无色变为蓝色并在652nm处出现很强的紫外吸收峰。抗坏血酸的加入可以还原oxTMB,从而使溶液蓝色减弱且在652nm处的紫外吸收值下降,本文基于此建立了一种检测成本低、操作简单、灵敏、迅速、选择性好的检测抗坏血酸的比色方法。、XRD粉末衍射仪(德国布鲁克公司);UV-2554紫外可见分光光度计(日本岛津公司);X射如电子能谱仪(美国赛默飞世尔科技公司);高速冷冻离心机(北京仪诺科兴科技发展有限公司);电热恒温鼓风干燥箱(上海森信实验仪器有限公司);扫描电子显微镜(日本日立公司);pH计(美国梅特勒-托利多仪器公司);超声清洗器(昆山禾创超声仪器公司);分析天平(中国:..分析测试学报第42卷奥豪斯仪器公司)。对苯二甲酸(HBDC,99%)、抗坏血酸(AA,%)、酒石酸(TA,》99%)、柠檬酸(CA,%)、谷氨酸(Gin,M9&5%)、天冬氨酸(Asp,99%)、果糖(M99%)、淀粉(M99%)、蔗糖(M99%)等均购于阿拉丁试剂(上海)有限公司。乙酸(M99%-、醋酸钠(M99%-、氢氧化钠(95%-、***%-、***化钾(%-、***化钙(M96%-、***化铁(^99%-、***化镁(^95%-、***化#(》98%)、***化铜(M99%)、***化猛(M99%)、N,N-二***甲酰***(DMF)、***等均购于国药学试公司。肺钱、3,3,7,5-四***联苯***(TMB)购自玛奥德里奇贸公司。复合果汁购自地超市。试剂均为分析纯,实验用水为蒸'水。■-BDC的制备采用改进的水热法合成Ce-BDC:首先,***肺钱溶于2mL水中,,然后将肺盛苯二甲酸的烧杯中,加热至42C4mk,自然至,离黄色。DMF洗涤3次,***浸,随后Ak80C真空2/,最后黄色Ce-BDC(%-。-BDC的氧化物酶活性研究分别进行实验组和对照组两组实验。其中实验组依次加入醋酸盐缓冲液(,),不同浓度的Ce-BDC和TMB(22mmol/L);对照组中只加入TMB。反应4mk后,分分度计间-扫描监测。-BDC的稳态动力学研究反应体系为力口入一定体积缓冲液()、4pL1my/mL的Ce-BDC和不同浓度TMB溶液,反应的总为226pL,合后,分;度计在时间-扫描监测模式下检测溶液在452nm处的吸光度值。动力学参数根据米氏方程Vmy[S]/(Km+[S])计算,厂反应的初始速度;卩详表示该反应的最大速度,[S]为底物浓度;Km氏常数。(,)、Ce-BDC(99py/mL)、TMB(1mmol/L)以及一系列不同浓度的抗坏血酸溶液,反应体系总体积为576pL。将反应体系置于室温下孵育2mk,孵育结束后用紫外分光光度计扫描其在302~802nm下的吸收光谱,取652nm处的吸光度值与抗浓度绘制曲线。-BDC的结构表征通过扫描电子显微镜(SEM)获得了制备的Ce-BDC尺寸大小和形貌(图1A),图中可见Ce-BDC呈较为的状,K2~K0nm。再采用XRD的晶体结构(图1B),该材料具有明显的晶形结构,其出现的峰可与UIT-64(Zr-BDC)的标准图谱峰对应。进一步采用XPS分析Ce-BDC中Ce的化学价态组成(图1C),、、+的特征峰对应,、、、+的特征峰对应[5]。由此表明,具有双价活性的框Ce-BDC已成功合成。ObservedZr-alculated图1Ce--BDCA:SEMimayeWSEM图像-,B:XRDpatteogXRD图谱-,C:XPSspectracftheCo3DreyioeWCo3D区域的XPS谱图-:..第期杨阳等:基于Co-BDC的氧化物酶活性检测果汁中抗坏血酸的比色方法研究81Ce-BDC氧化物酶的现象研究为研究Co-BDC的氧化物酶催化活性,选择TMB为显色底物56。由图2A插图可知,Co-BDC/TMB体系在652an处有一个明显的吸收峰且溶液呈蓝色,而单纯的TMB和Co-BDC溶液在652nm处则无吸收峰和相应的蓝色,Co-BDC色的TMB生成色氧化态的TMB,即Co-BDC具有氧化物酶的活性。,监测了一系列浓度的Co-BDC和TMB(1mmoWL)混合溶液在652an处的吸光度值随着时间的变化情况(图2B)。结果显示,在相同时间点下,Co-BDC浓度越大,652nm处的吸光度值越大,浓度越大反应速率越大。在0-40sf,652an处的吸光度随着时间的逐渐延长而增大,120s后吸光度基本不变,这可能是因为底物TMB随间的越来越多,120s时达到平衡。因此选择反应时间为44、。-BDC氧化物酶活性的,监测了Co-BDC(90Ry/mL)和TMB(1mmol/P)混合不同温度下(20?6°C)反应2m/后在652an处的吸光度值(图2C)。结果显示,随着反应体系温度的升高,Co-BDC的氧化物酶活性逐渐增强,当反应温度超过30C时,Co-BDC的氧化物酶活性开始下降。且在34-50C温度,氧化物酶活性的下降幅度较小64?6C温度,氧化物酶活性的下降幅度明显增大,因此选择的反应温度为34C。120120-DT8OHm40HT击X2345678pHvalue图2Co--li/ecatalyticactivityofCo-BDCA:UV-Visspectraofdifferentreactionsystems:Co-BDC(40r—mL)/TMB(1mmol/P)(blue/no),Co-BDC(blacklines),TMB(1mmol/P)(redline)(不同反应体系的紫外可见光谱:Co-BDC(40Ry/mL)/CMB(1mmol/P)(蓝线),Co-BDC(黑线),TMB(1mmol/P)(红线));B:theadsorUanceat652anofaceticacidbuffer()containing1mmol/PTMBanddiUere/te/tratiocsofCo-BDCwasdeterminedatmomtemperature(在室温下测定含1mmoWCTMB和不同浓度Co-BDC的醋酸缓冲液()在652an处吸光度随时间的变化情况);CandD:effectOpHandtemperatureonthecatalyticactivitpofCo-BDC(pH值和温度对Co-BDC的氧化物酶催化活性的影响)-BDC的氧化物酶活性和其他基于纳米材料的酶模拟物一样,也受pH值的影响。pH值对Co-BDC氧化物酶活性的影响可通过Co-BDC(90Ry/mL)/TMB(1mmol/P)体系在不同pH值缓冲液孵育2min所测得的652an处的吸光度值来评估(图2D)。结果显示,pH值对Co-BDC的氧化酶活性的影响较大。,随着pH值的增大,Co-BDC的氧化酶活性缓陵:..分析测试学报第卷;,Co-BDC的氧化酶活性随着yH值的增大反而下降。。如无特,此实验反应条。-BDC模拟酶活性的动力学研究为步评估Co-BDC的氧化物酶活性,实验氧化物酶的米氏动力学进行研究(图3)。结,Co-BDC的酶活性稳态动力学规律,经计算得Co-?s-1,Co-BDC较低的值,K越小,表明酶对该底物的亲越大,有利于酶促反应。因此Co-BDC对TMB具有较强亲,然氧化酶应食品、生物、医学等领较大研究前景。已有研究中,以Co为活性的纳米酶的氧化活性可Co3+/Co4+间的相25,2]。TMB显色反应后,TMB被氧呈蓝色,Co4+随后自还原为Co3+,生成的Co3+又自发被氧化成Co4+。因而推测Co-BDC的纳米酶活性可能是来自于Co3+/Co4+。------------(mmobL_1)l/TMB^mol-L-1)图3Ce--icsofCe-BDCA:icscuoe(动力学曲线-;B:docbtereciqocolplv)fittedbyA(A拟合的双倒数图)-BDC的氧化物酶活性建立了检测抗坏血酸的比色方法(图4),结果显示,反应体系在652nm处的吸光度值(A)随着抗坏血酸浓度(c,mol/L)的增大呈下降趋势,且在40?30pmol/C范围内吸光度与抗坏血酸浓度呈线性关系,线性方程为A二-(mol/L)+,相关系数(e2),呈无色(4A插图)且在652nm处无吸收峰。以3倍信噪比(S/N二3)。图4基于Ce--BDCoxidase-/beactivityA:ascordicacidconcentration-depegentUV-VisadsooUocspectra(含有不同抗坏血酸的紫外光谱),the/lustratedp/otecanreWec)thecolorchangeofthereactionsystemwiththeincreaseofascordicacidconcentotion(体系颜色变化ynaaxue图片-;B:thecvoeofascordicaciddeterminedbyUV-Visspectoscopy(抗坏血酸测量曲线-,insed:/lustrationp/oteisca/uoe(标准曲线-:..第期杨阳等:基于Co-BDC的氧化物酶活性检测果汁中抗坏血酸的比色方法研究3选择性研究考虑汁样品中可些物质干扰抗坏血酸的检测,因此选择果汁中的常见离子(K*、Na*、Ni2*、Mn2*、Cu2*、My2*、Cv2*、Fo2*)、柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)、糖类(果糖、蔗糖)、氨(谷、天冬)进行抗实验。于Co-BDC和TMB的()),分别添加抗(20RmoWC))他物质(200RmoWL),,2min后可见光吸收扫描(图5)o结,49量的物质基本不抗的测定,表明方法图5抗坏血酸检测的选择性测试抗具有良好的选择性。/min离心4min,去,稀释50倍,在反应体系中加入Co-BDC、TMB以及一系列不同浓度的抗坏血酸标准溶液(0、10、4、20RmoWL),于2min,分度计扫描反应340?60an下的吸收,取波长为652an处样品的吸光度,实验平行5次。结:5,、、,%?102%,相对标准偏差(RSD)%?%。该结果与抗坏血酸试剂盒(MAK074,Sigma)的检测结果(、、)能够较好地吻合,表明方可汁抗量的准测定。3本文以对苯二甲酸(HBDC)为有机配体,Co为活性金属中心制备了一种具有氧化物酶活性的Co-BDC,利用Co-BDC可以催化显色底物TMB生成氧化反应产物oxTMB,然后抗坏血酸可将oxTMB还原,反应过程中oxTMB的消耗导致652an处吸光度的下降,从而建立了抗的比色检测方法。该色方法具有检测成本低、操作简单、灵敏、迅速、选择性好等优点,为抗的检测方法。参考文献:[]Gi//thsHR,.,2001,10(4):43-182.[2]PingJF,WnJ,WangYX,.,2012,34(I):70-76.[]Ne/Ue/orS,JoossK,FlottmannD,Scri/oG,Ne/.,2017,44:122-129.[4]TotA,,2007,853:214-222.[]DuanJX,YuJ,FengSL,,2016,43:332-]WnF,HuangT,HuYJ,YangX,OnyangYJ,,2217,43:2539-]WnJJX,WangXY,WangQ,LoaZP,LiSR,ZdnYY,QUL,.,,2217,43(4):1004-]Goe/ecTA,LinJ,WnYF,Sni2Y,ZdangX,HuppJT,,2222,56(72):10446-]DengYY,WnYN,CdecGQ,Zde/gXL,DeiM,.,2020,dot:o//..[0]AiLH,LiLL,ZdangCH,FnJ,.,2017,17:15105-15108.[1]LinFF,HoJ,ZengML,HaoJ,GuoQH,SongYH,.,2017,18:106.[12]YangHG,YangRT,ZdangP,QinYM,CdecT,,2017,44:4629-4635.[3]YinYQ,GeeCL,XiaoQ,LinG,LinZ,CatZW,,2217,8:29052—29061.[10]HuZM,JiangX,XuFJ,JicJ,LongZ,,2217,48:276-282.[5]LuoLP,HuangLJ,LinXN,ZdangWT,YoeXL,DoLN,ZdangX,NiacY,SunJ,?Chem.,2019,58:1482-146.[6]ZdangX,YangQ,LangYH,JiangX,.,2020,92(4):12400-12406.[7]Zde/gJ,CdecZ,FangJF,WangZ,,2022,38(9):933-940.(责任编辑:周启动)