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共振瑞利散射测定壳聚糖的新方法研究

王玉微  
【摘要】: 共振瑞利散射(RRS)技术是二十世纪90年代发展起来的一种新兴的定量分析技术。近年来,因其操作简便、灵敏度高的特点日益受到人们的关注,在生物大分子(如核酸、蛋白质)、无机离子、药物和一些物理化学参数的测定方面得到越来越广泛的应用。RRS法已成功应用于一些糖类的研究和测定,目前主要集中于肝素的研究测定,但运用此法对另一类在自然界广泛存在的重要的多糖——壳聚糖的研究,至今尚未见报道。本文运用RRS技术研究了壳聚糖分别与阴离子表面活性剂、染料分子(刚果红、曲利本兰和茜素红)、金属铈(Ⅳ)和金纳米之间的相互作用,并建立了几种测定壳聚糖的方便、快速的新方法。 本文的主要研究内容及成果如下: 1.壳聚糖—阴离子表面活性剂体系 在弱酸性介质中,壳聚糖与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SLS)、十二烷基磺酸钠(SDS)等阴离子表面活性剂相互结合,会使各自体系的RRS急剧增强。考察了适宜的反应条件,影响因素及共振瑞利散射强度与壳聚糖浓度之间的关系,发现壳聚糖在一定的浓度范围内均与RRS强度成正比。方法的灵敏度较高,三个反应体系的壳聚糖检测限分别为:29 ng ml~(-1)(SDBS体系),83 ngml~(-1)(SLS体系),61 ng ml~(-1)(SDS体系)。其中,SDBS体系的灵敏度最高,被选择用于实际样品中微量壳聚糖的测定,结果令人满意。据此,建立了一个简单有效的测定壳聚糖的新方法。 2.壳聚糖—染料体系 2.1壳聚糖—刚果红体系 在弱酸性介质中,通过静电引力和疏水力,酸性偶氮染料刚果红(CR)能附着在壳聚糖表面结合成一种离子缔合物,导致RRS强度显著增强。研究了反应产物的吸收和RRS光谱特征,适宜的反应条件及分析化学性质。结果显示,壳聚糖浓度在0.05-10.0μg mL(-1)内与RRS强度成正比,其检测限为5.73 ng mL~(-1)。该方法灵敏度高,选择性好,应用于实际样品的测定,结果令人满意。 2.2壳聚糖—曲利本蓝体系 在弱酸性溶液中,利用RRS技术考察了壳聚糖和曲利本蓝(TB)的反应情况。结果显示,壳聚糖能够和TB结合形成一种离子缔合物,导致RRS强度显著增强并出现新的RRS光谱。壳聚糖浓度在0.15-5.0μg mL~(-1)范围内与RRS强度成正比,其检测限为39.9ng mL~(-1)。该方法选择性较好,用于实际样品中的痕量壳聚糖浓度的测定,获得满意结果。 2.3壳聚糖—茜素红体系 运用RRS技术研究了壳聚糖和茜素红(AR)的反应情况。结果显示,壳聚糖能结合茜素红形成一种离子缔合物,引起RRS强度的显著增强,并出现新的RRS光谱。壳聚糖浓度在0.3-10.0μg mL~(-1)范围内与RRS强度成正比,其检测限为85.43 ng mL~(-1)。该方法有较宽的线性范围和较高的灵敏度。用于实际样品的测定,结果令人满意。由此,建立了一种利用RRS技术以茜素红为探针测定壳聚糖的的新方法。 3.壳聚糖—金纳米体系 利用RRS技术研究了壳聚糖和金纳米的反应情况。结果显示,加入金纳米后,能够明显引起壳聚糖RRS强度的增强。在最优实验条件下,壳聚糖在0.5-5.0μg mL~(-1)浓度范围内与增强的RRS强度成正比,其检测限是0.14μg mL~(-1)。该方法显示出较宽的线性范围和较高的灵敏度。用于实际样品中壳聚糖含量的测定,结果令人满意。据此,发展了一种以金纳米为探针利用RRS技术测定壳聚糖的灵敏、高效、简便的新方法。 4.壳聚糖—铈(Ⅳ)体系 在稀硫酸溶液中,壳聚糖和金属离子铈(Ⅳ)能够反应形成一种复合物,引起RRS强度的急剧增强,并在470 nm处出现了一个新的特征峰。壳聚糖在0.5-13.5μg mL~(-1)浓度范围内与增强的RRS强度有线性关系。该方法灵敏度高,检测限是14.9 ng mL~(-1).另外,考察了共存物质对壳聚糖测定的影响。结果显示,该方法选择性较好。至此,我们提出了一种全新的利用RRS技术以金属离子铈(Ⅳ)为探针测定壳聚糖的方法,该方法灵敏、简单、快捷。


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