含氧有毒物种清除剂的合成表征及性能

摘要

超氧阴离子（O2-.）和过氧化氢（H2O2）这两种主要的含氧有毒物质易引起食品变质和人体衰老等一系列问题。作为天然的有毒含氧物质清除剂，超氧化物歧化酶（SOD）可以将超氧阴离子转化为氧气和过氧化氢；过氧化氢又可以通过过氧化氢酶（CAT）转化为无毒的氧气和水。因此，具有高效歧化超氧阴离子自由基及分解过氧化氢性能的清除剂在食品、医药、日化等领域具有广泛的应用。但事实上，天然酶不仅提取困难、成本高而且易受环境影响（例如温度、pH等）失去活性，所以在实际应用中受到了很大局限。为了解决上述问题，研究者设计合成了大量具有SOD和CAT双重活性的金属模拟物，并展开了以硅和四氧化三铁等固体材料为载体的研究，以提高模拟酶的稳定性和重复性。
　　本论文主要设计合成三种具有 SOD和 CAT双重活性的模拟物，并利用红外（IR）、热重（TGA）、原子吸收光谱（AAS）、X射线光电子能谱（XPS）和电镜扫描（SEM）等测试手段对结果进行了表征。SOD活性测定主要依据四氮唑蓝还原法；CAT活性测定主要依据简易排气法。主要研究结果如下：
　　(1)通过模拟天然Mn-SOD的结构中心，合成了组氨酸嫁接的二氧化硅微球。其中二氧化硅微粒模拟天然的蛋白质，而SiO2表面修饰的组氨酸和羧基作为配体与锰离子配位得到模拟物Mn-NPs。测得其SOD活性单位：IC50=0.012 mg/mL；CAT活性的初始反应速率：V0=1.3×10-6 mol(O2)/s。
　　(2)以四氧化三铁为载体，通过在四氧化三铁表面引入酰胺键合成二乙烯三胺为配体的铜锌纳米颗粒模拟物。基于其显著的磁性特征，使模拟物从介质中快速分离。测得其 SOD活性单位：IC50=0.006 mg/mL；CAT活性的初始反应速率：V0=1.06×10-6 mol(O2)/s。
　　(3)合成了salen型含氧有毒物的清除剂，主要是以羟基和席夫碱为配体与金属锰离子配位得到具有SOD和CAT双重活性的化合物（Mn-L3）。测得其SOD活性单位：IC50=0.045 mg/mL；CAT活性的初始反应速率：V0=9.67×10-7 mol(O2)/s。

目录

声明

第1章绪 论

1.1 含氧有毒物质的介绍

1.2 天然超氧化物歧化酶

1.3 SOD活性机理

1.4 SOD的测试原理

1.5 过氧化氢酶

1.6 过氧化氢测试原理

1.7 模拟物设计原因

1.8 SOD和CAT的模拟物

1.9 研究意义及内容

第2章氨基酸修饰硅纳米颗粒的合成及SOD和CAT活性测试

2.1 实验仪器和药品

2.2 合成路线

2.3 实验步骤

2.4 SOD活性的测定中试剂的配制

2.5 过氧化氢酶活性的测定

2.6 结果与讨论

2.7 本章小节

第3章磁性SOD和CAT模拟物的合成及性能测定

3.1 实验仪器和药品

3.2 合成步骤

3.3 实验步骤

3.4 SOD活性的测定中试剂的配置

3.5 过氧化氢酶活性的测定

3.6 结果与讨论

3.7 本章小节

第4章席夫碱类SOD和CAT模拟物的合成表征及性能测定

4.1 实验仪器和药品

4.2 合成路线

4.3 合成步骤

4.4 超氧化物歧化酶活性的测定

4.5 过氧化氢酶活性的测定

4.6 结果与讨论

4.7 本章小结

第5章总 结

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

附图

致谢