[發(fā)明專利]一種利用太赫茲光譜快速檢測(cè)自由基的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110265301.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113109288B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王陸瑤;左劍;王慶;蘭靈月;張卓勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/3581
• 分類號(hào): G01N21/3581;G01N21/3577;G01N27/26
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

本發(fā)明是關(guān)于一種利用太赫茲光譜快速檢測(cè)自由基的方法，包括以下步驟：將天然水凝膠材料加入沸水中，充分?jǐn)嚢枞芙猓玫綗o(wú)色透明的水凝膠溶液A；待溶液溫度降至50?70℃，將該溶液傾入硅膠模具中，靜置冷卻至室溫，得到水凝膠B；脫模取出水凝膠模塊C，滴加過(guò)氧化氫水溶液和1mL的硫酸亞鐵溶液，反應(yīng)產(chǎn)生液體，利用太赫茲光譜檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物從而確定自由基的濃度。本發(fā)明通過(guò)太赫茲光譜對(duì)水凝膠分解反應(yīng)前后氫鍵網(wǎng)絡(luò)變化的敏銳響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度(10^?6mol/L)自由基的檢測(cè)；通過(guò)微電流協(xié)同催化水凝膠的分解反應(yīng)，放大了響應(yīng)信號(hào)，提高自由基的檢測(cè)極限(10^?9mol/L)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境化學(xué)、食品檢測(cè)及公共安全等領(lǐng)域等快速檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用太赫茲光譜快速檢測(cè)自由基的方法。

背景技術(shù)

自由基是指具有不配對(duì)電子的原子，原子團(tuán)，分子或離子，包括氧原子經(jīng)氧化還原產(chǎn)生的超氧陰離子自由基·O₂^-，羥自由基·OH，羧自由基 RCOO·以及一氧化氮自由基NO·等。自由基在生命體正常的新陳代謝中必不可少，如有氧呼吸中傳遞電子和能量的作用。身體里的自由基還可以幫助免疫系統(tǒng)對(duì)付外來(lái)的病原體。但是過(guò)量自由基對(duì)機(jī)體有廣泛損傷，引發(fā)炎癥，腫瘤及免疫系統(tǒng)疾病。此外，自由基檢測(cè)在環(huán)境保護(hù)，食品加工，公共安全以及醫(yī)療衛(wèi)生也有廣泛使用。如：食物存儲(chǔ)過(guò)程中的脂質(zhì)氧化產(chǎn)生的脂氧自由基，出現(xiàn)“哈喇”味，影響風(fēng)味，食用后對(duì)健康無(wú)益。公共安全中一氧化氮自由基NO·是重要的檢測(cè)指標(biāo)，這是因?yàn)镹O·自由基引發(fā)的一系列復(fù)雜鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生爆炸，瞬時(shí)能量巨大，破壞力極強(qiáng)。對(duì)低極限自由基的成功檢測(cè)，能夠有效預(yù)防重大惡性事件爆發(fā)，保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

自由基反應(yīng)性強(qiáng)，半衰期短，不易直接測(cè)定。目前常用的方法包括：電子自旋共振法，高效液相色譜法，熒光光度法，化學(xué)發(fā)光法，分光光度法等。這些檢測(cè)方法多通過(guò)某些特定反應(yīng)物對(duì)自由基捕捉，再測(cè)定捕捉產(chǎn)物生成量，來(lái)間接推斷自由基含量。自由基捕捉劑的使用限制了自由基檢測(cè)的普適性，捕捉劑與自由基的反應(yīng)效率影響了檢測(cè)效率，此外高濃度的捕捉劑對(duì)捕捉產(chǎn)物信號(hào)存在一定的掩蓋，對(duì)檢測(cè)靈敏度也有一定影響。目前需要開(kāi)發(fā)出快速高效、檢測(cè)限低，無(wú)需提前標(biāo)記的自由基檢測(cè)方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種快速高效，靈敏度高，無(wú)需提前標(biāo)記的利用太赫茲光譜快速檢測(cè)自由基的方法。

為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明提供了一種利用太赫茲光譜快速檢測(cè)自由基的方法，包括以下步驟：

1)將天然水凝膠材料加入沸水中，充分?jǐn)嚢枞芙?，得到無(wú)色透明的水凝膠溶液A；

2)待溶液溫度降至50-70℃，將該溶液傾入硅膠模具中，靜置冷卻至室溫，得到水凝膠B；上述溫度優(yōu)選為60℃，此時(shí)將溶液倒入硅膠模具中，水凝膠溶液還可保持液態(tài)，且分散均勻；溫度太低將大大降低水凝膠的流動(dòng)性。

3)脫模取出水凝膠模塊C，滴加過(guò)氧化氫水溶液和硫酸亞鐵溶液，反應(yīng)產(chǎn)生液體，利用太赫茲光譜檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物。此處水凝膠模塊C是檢測(cè)基質(zhì)，硫酸亞鐵溶液是催化劑，過(guò)氧化氫是自由基產(chǎn)生劑。檢測(cè)環(huán)境中的羥基自由基，不用加過(guò)氧化氫溶液和硫酸亞鐵溶液。

進(jìn)一步地，其中步驟1)中，所述天然水凝膠材料與沸水的比例為 (0.1-2.0):100，優(yōu)選為(0.3-0.8):100，在此優(yōu)選范圍內(nèi)，水凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且能夠較靈敏地與低濃度的自由基發(fā)生分解反應(yīng)。

進(jìn)一步地，其中步驟1)中，所述天然水凝膠材料包括，但不限于，瓊脂糖，海藻酸鈉，羧甲基纖維素鈉以及淀粉。天然水凝膠具有良好的生物兼容性和可降解性，凝膠材料和水分子之間通過(guò)鏈間纏繞、氫鍵和靜電吸引等物理作用將體系分子連接起來(lái)。合成水凝膠的性質(zhì)則相反，體系間分子多是通過(guò)共價(jià)鍵、配位鍵等較強(qiáng)的化學(xué)鍵形成凝膠網(wǎng)絡(luò)。為提高自由基引發(fā)的水凝膠鏈?zhǔn)椒纸夥磻?yīng)的靈敏度，故選用天然水凝膠作為檢測(cè)用水凝膠。