阅读说明：本技术 钼蓝杂多酸材料在过氧化氢检测中的应用 (Application of molybdenum blue heteropoly acid material in hydrogen peroxide detection ) 是由 周晶 刘瑜鑫 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种检测过氧化氢浓度的方法。本发明利用钼蓝杂多酸材料的颜色信号的变化实现对过氧化氢的快速、灵敏、准确的定量检测。该方法能灵敏、准确地对待测液体中的过氧化氢进行定量分析,提供了一种新的分析测试方法；本发明方法中使用的材料更加简单,所需仪器的价格也更加低廉,能够实现低成本的灵敏、准确的定量分析；本发明分析检测方法可用于食品、药品和活体样品等样品的检测。(The invention discloses a method for detecting the concentration of hydrogen peroxide. The invention realizes the rapid, sensitive and accurate quantitative detection of the hydrogen peroxide by utilizing the change of the color signal of the molybdenum blue heteropoly acid material. The method can sensitively and accurately carry out quantitative analysis on the hydrogen peroxide in the liquid to be detected, and provides a new analysis and test method; the materials used in the method are simpler, the price of the required instrument is lower, and sensitive and accurate quantitative analysis with low cost can be realized; the analysis and detection method can be used for detecting samples such as food, medicines, living samples and the like.)

钼蓝杂多酸材料在过氧化氢检测中的应用

技术领域

本发明属于分析检测领域，具体涉及一种检测过氧化氢浓度的方法，更具体涉及一种钼蓝杂多酸材料在过氧化氢检测中的应用。

背景技术

过氧化氢是生物体自然代谢产生的具有强氧化性的小分子，并且过氧化氢是公认的细胞毒性物质。在生物体中异常含量的过氧化氢会导致单链DNA的损伤、蛋白质的变性、酶的生物活性降低、细胞膜的流动性降低、细胞质基质过氧化等。此外，过氧化氢还是多种生物酶催化过程中的代谢产物，具有重要的生理学意义。因此，过氧化氢的检测对于研究生物毒性和生理过程极其重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种钼蓝杂多酸材料在过氧化氢检测中的应用。本发明利用钼蓝杂多酸材料的颜色信号的变化实现对过氧化氢的快速、灵敏、准确的定量检测。

本发明要求保护钼蓝杂多酸材料在检测过氧化氢浓度中的应用。

本发明要求保护钼蓝杂多酸材料在检测生物分子溶液中生物分子浓度中的应用。

本发明要求保护的检测过氧化氢浓度的方法，包括：

1)标准曲线的绘制：用多组已知的不同浓度的过氧化氢标准溶液分别与钼蓝杂多酸材料水溶液进行反应，得到不同的混合液，利用紫外可见光谱分别测其吸光强度(如A800)；以吸光强度(如A800)为纵坐标，以所述过氧化氢标准溶液的浓度为横坐标，进行线性拟合，得到标准曲线；

2)待测过氧化氢溶液中过氧化氢浓度的测定：将所述待测过氧化氢溶液与所述钼蓝杂多酸材料水溶液进行反应，得到混合液，利用紫外可见光谱测定其在与所述过氧化氢标准溶液相同波长下的吸光强度(如A800)，与步骤1)中所述标准曲线对比，即得到所述待测溶液中过氧化氢浓度。

本发明提供的检测待测生物分子溶液中生物分子浓度的方法，包括：将所述待测生物分子溶液与生物酶混合孵育后，与钼蓝杂多酸材料水溶液进行反应，得到混合液，利用紫外可见光谱测定其在与所述过氧化氢标准溶液相同波长下的吸光强度，与前述方法所述步骤1)中所述标准曲线对比，即得到所述待测溶液中生物分子在生物酶催化下产生的过氧化氢浓度，进而计算得到所述待测溶液中生物分子浓度。

上述应用和方法中，所述钼蓝杂多酸材料为钼蓝杂多酸或钼蓝杂多酸与其他材料的复合材料；所述钼蓝杂多酸材料可由各种现有公开方法制得；

具体的，所述钼蓝杂多酸选自硅钼蓝杂多酸、磷钼蓝杂多酸和钒钼蓝杂多酸中至少一种；

所述钼蓝杂多酸与其他材料的复合材料中，钼蓝杂多酸的质量分数m为0＜m＜100％；

所述钼蓝杂多酸与其他材料的复合材料中，所述其他材料为无机材料或有机材料；

所述无机材料具体选自过渡金属、金属硫化物、金属氧化物、金属卤化物、半导体材料和硅酸盐中的至少一种；具体可为介孔二氧化硅或TiO₂；

所述有机材料具体选自聚合物；所述聚合物具体选自聚多巴胺、聚3,4-乙撑二氧噻吩、聚吡咯、聚乙烯和聚苯乙烯中至少一种；其中，所述聚多巴胺的数均分子量具体为10³～10⁶；所述聚3,4-乙撑二氧噻吩的数均分子量具体为10⁴～10⁶；所述聚吡咯的数均分子量具体为10³～10⁶；所述聚乙烯的数均分子量具体为10³～10⁹；所述聚苯乙烯的数均分子量具体为10³～10⁸。

所述钼蓝杂多酸与其他材料的复合材料具体可为介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料或TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料；

所述步骤1)中，所述多组为至少6组；

所述过氧化氢标准溶液的浓度为10～500μM，具体可为10μM、100μM、200μM、300μM、400μM或500μM；

所述钼蓝杂多酸材料水溶液的摩尔浓度为0.1mM～10mM，具体可为0.5mM；

所述钼蓝杂多酸材料水溶液与所述过氧化氢标准溶液的体积比为(50～2000)μL：100μL，具体体积比可为1：1，体积比可为(50～2000)μL：100μL，具体体积比可为100μL：100μL。

所述步骤2)中，所述待测过氧化氢溶液与所述钼蓝杂多酸材料水溶液的体积比同步骤1)中过氧化氢标准溶液与钼蓝杂多酸材料水溶液的体积比。

所述待测生物分子溶液与所述钼蓝杂多酸材料水溶液的体积比同所述步骤1)中过氧化氢标准溶液与钼蓝杂多酸材料水溶液的体积比；

所述待测生物分子能够在特定生物酶催化下产生过氧化氢；

所述待测生物分子具体为葡萄糖和L-氨基酸中的任意一种；

所述生物酶具体为葡萄糖氧化酶和L-氨基酸氧化酶中的任意一种。

所述过氧化氢标准溶液、所述待测过氧化氢溶液和所述待测生物分子溶液均为其相应的水溶液形式；

所述反应的反应温度为10～40℃；反应时间为0.5～60min；具体为在25℃反应10min。

所述检测中，均采用紫外可见光谱法测定吸光强度；

所述吸光强度均为光的波长为400～900nm下的吸光强度；具体为800nm下的吸光强度(如A800)。

本发明运用钼蓝杂多酸材料在特定波长下的吸光强度的变化实现对过氧化氢的灵敏、准确的定量检测。具体通过测得的一系列已知浓度的待测成分的溶液在特定波长下的吸光强度的值与浓度的线性图谱(回归系数R²≥0.99)，得到标准线性图谱；再测未知浓度的待测成分特定波长下的吸光强度，与标准线性图谱对比即可得知。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明的方法能灵敏、准确地对待测液体中的过氧化氢进行定量分析，提供了一种新的分析测试方法；

2)本发明方法中使用的材料更加简单，所需仪器的价格也更加低廉，能够实现低成本的灵敏、准确的定量分析；

3)本发明分析检测方法可用于食品、药品和活体样品等样品的检测。

附图说明

图1为本发明实施例1中磷钼蓝杂多酸在加入过氧化氢溶液前后的紫外可见光谱。

图2为本发明实施例1中磷钼蓝杂多酸检测过氧化氢的线性图谱。

图3为本发明实施例2中介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料在加入过氧化氢溶液前后的紫外可见光谱。

图4为本发明实施例2中介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料检测过氧化氢的线性图谱。

图5为本发明实施例3中TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料加入过氧化氢溶液前后的紫外可见光谱。

图6为本发明实施例3中TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料检测过氧化氢的线性图谱。

图7为本发明实施例3中TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料加入L-氨基酸氧化酶处理的L-亮氨酸溶液前后的紫外可见光谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

下述实施例1中所用的磷钼蓝杂多酸是按照如下方法制备得到：

首先，将0.1g磷酸二氢钠粉末超声分散于5mL去离子水中，然后加入到100mL的烧杯中。再分别加入10mL钼酸铵溶液(1M)和5mL抗坏血酸溶液(5M)。在室温下搅拌30min后，减压蒸馏，继续用2mL乙醇和丙酮混合液(体积比1:1)洗涤几次后，即可得到磷钼蓝杂多酸。

下述实施例2中所用的介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料是按照如下方法制备得到：

首先，将0.1g溴代十六烷基三甲胺粉末超声分散于20mL去离子水中，然后加入到100mL的圆底烧瓶中，升温至70℃。再分别加入0.04g氢氧化钠固体粉末和0.5mL正硅酸四乙酯液体。在室温下搅拌30s后，加入1mL乙酸乙酯液体。继续搅拌3小时后，离心分离，用5mL乙醇洗涤几次后，得到介孔二氧化硅。将0.1g得到的介孔二氧化硅分散在5mL去离子水中，加入10mL钼酸铵溶液(1M)和5mL抗坏血酸溶液(5M)。在80℃下搅拌60min后，离心分离，用去离子水洗涤几次后，即可得到介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料。

下述实施例3中所用的TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料是按照如下方法制备得到：

首先，将0.05g硫酸钛粉末溶解于20mL油酸中，然后加入到100mL的三颈圆底烧瓶中，在氮气的保护下，将溶液加热到300℃反应1小时，离心分离，用5mL乙醇洗涤几次后，得到TiO₂纳米颗粒。将0.05g得到的介孔二氧化硅分散在5mL去离子水中，加入1mL二棕榈酰磷脂酰胆碱溶液(50mg mL^-1)。超声10min后，再加入10mL钼酸铵溶液(1M)和5mL抗坏血酸溶液(5M)。在室温下搅拌30min后，离心分离，用去离子水洗涤几次后，即可得到TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料。

实施例1、磷钼蓝杂多酸检测过氧化氢溶液的浓度：

1)标准曲线的绘制：分别将100μL的10μM、100μM、200μM、300μM、400μM、500μM的过氧化氢溶液与100μL浓度为0.5mM的磷钼蓝杂多酸水溶液均匀混合，于25℃下静置反应10min后，反应已完全。利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，如图1所示。从图1可得知：磷钼蓝杂多酸的水溶液在加入500μM的过氧化氢后在800nm处的吸光度明显减小。

处理数据得到吸光强度的线性图谱，得到过氧化氢水溶液的浓度与800nm处吸光强度值(A800)的标准曲线，如图2所示。从图2可得知：标准图谱在10～500μM浓度范围内线性良好，相关系数R达到0.9992，最低检测限可达到20nM。

2)过氧化氢水溶液浓度的检测：将100μL的300μM的过氧化氢水溶液与100μL浓度为0.5mM的磷钼蓝杂多酸水溶液均匀混合，室温(25℃)静置反应10min后，反应已完全，于25℃下静置反应10min后，反应已完全，利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，计算A800，代入步骤1)中得到的标准曲线，即得到过氧化氢水溶液的精确浓度为300.42μM。本发明测定得到的结果为300.42μM，相对误差为0.0014，与其已知浓度300μM相差可以忽略不计，说明本发明测定结果灵敏、准确。

实施例2、介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料检测过氧化氢的浓度：

1)标准曲线的绘制：分别将100μL的10μM、100μM、200μM、300μM、400μM、500μM的过氧化氢溶液与100μL浓度为0.5mM的介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料水溶液均匀混合，于25℃下静置反应10min后，反应已完全。利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，如图3所示。从图3可得知：介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料的水溶液在加入500μM的过氧化氢后在800nm处的吸光度明显减小。

处理数据得到吸光强度的线性图谱，得到过氧化氢水溶液的浓度与800nm处吸光强度值(A800)的标准曲线，如图4所示。从图4可得知：标准图谱在10～500μM浓度范围内线性良好，相关系数R达到0.9982，最低检测限可达到80nM。

2)过氧化氢水溶液浓度的检测：将100μL的100μM的过氧化氢水溶液与100μL浓度为0.5mM的介孔二氧化硅-硅钼蓝杂多酸纳米复合材料水溶液均匀混合，室温(25℃)静置反应10min后，反应已完全，于25℃下静置反应10min后，反应已完全，利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，计算A800，代入步骤1)中得到的标准曲线，即得到过氧化氢水溶液的精确浓度为100.08μM。本发明测定得到的结果为100.08μM，相对误差为0.0008，与其已知浓度100μM相差可以忽略不计，说明本发明测定结果灵敏、准确。

实施例3、TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料检测过氧化氢和L-亮氨酸的浓度：

1)标准曲线的绘制：分别将100μL的10μM、100μM、200μM、300μM、400μM、500μM的过氧化氢溶液与100μL浓度为0.5mM的TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料水溶液均匀混合，于25℃下静置反应10min后，反应已完全。利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，如图5所示。从图5可得知：TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料的水溶液在加入500μM的过氧化氢后在800nm处的吸光度明显减小。

处理数据得到吸光强度的线性图谱，得到过氧化氢水溶液的浓度与800nm处吸光强度值(A800)的标准曲线，如图6所示。从图6可得知：标准图谱在10～500μM浓度范围内线性良好，相关系数R达到0.9997，最低检测限可达到10nM。

2)过氧化氢水溶液浓度的检测：将100μL的150μM的过氧化氢水溶液与100μL浓度为0.5mM的TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料水溶液均匀混合，室温(25℃)静置反应10min后，反应已完全，利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，计算A800，代入步骤1)中得到的标准曲线，即得到过氧化氢水溶液的精确浓度为150.13μM。本发明测定得到的结果为150.12μM，相对误差为0.0009，与其已知浓度150μM相差可以忽略不计，说明本发明测定结果灵敏、准确。

3)L-亮氨酸水溶液浓度的检测：将90μL的200μM的L-亮氨酸水溶液与10μL浓度为5units mL^-1的L-氨基酸氧化酶水溶液均匀混合，室温(25℃)静置反应60min后，反应已完全。加入100μL浓度为0.5mM的TiO₂-磷钼蓝杂多酸纳米复合材料水溶液，均匀混合，室温(25℃)静置反应10min后，反应已完全，利用紫外可见光谱测定混合液的吸光光谱，计算A800，代入步骤1)中得到的标准曲线，即得到L-亮氨酸水溶液的精确浓度为200.46μM。本发明测定得到的结果为200.46μM，相对误差为0.0023，与其已知浓度200μM相差可以忽略不计，说明本发明测定结果灵敏、准确。