核黄素的光电化学性质及其应用.pdf

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1、第38卷第2期辽宁师范大学学报(自然科学版)Vo1.38No.22O15年6月JournalofLiaoningNormalUniversity(NaturalScienceEdition)JUl1.2015文章编号:1000—1735(2015)020208—06doi:10.11679/lsxblk2015020208核黄素的光电化学性质及其应用赵常志,张茹惠,李明艳(青岛科技大学化学与分子工程学院,山东青岛266042)摘要:基于核黄素的光化学和电化学性质,通过探讨核黄素的光致还原反应机理,将核黄素的光致还原与其产物的电极反

2、应纳入一个光电化学过程,发展了一种新的核黄素光致电化学分析法.在pH4.5的醋酸盐缓冲溶液中,以EDTA为光还原剂,在峰值波长为450nm、能量为15mW/cm的光照下,在偏压0V处测得的光电流与5.00×10。~5.00x10mol/L核黄素浓度的对数值成正比,灵敏度为3.OO×10。mol/L(s/N一3).将该方法分别应用于多合维生素、小米中核黄素的测定,显示相对标准偏差小于7.86,加标回收率为96~105.与其他测定核黄素的方法相比,本方法具有测量范围宽、灵敏度高、仪器设备简单、实验操作简便的优点.关键词:核黄素;黄素化

3、合物;光致还原;光电化学;光致电化学分析法中图分类号:O657.1文献标志码:A核黄素(Riboflavin,RF),又称维生素B,属于黄素化合物,是动植物中广泛存在的黄素蛋白的两种辅酶一黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的前体.RF由微生物和高等植物合成,动物只能从食物中摄取,在生命体内磷酸化成FMN和FAD,再构成多种氧化酶参与氧化还原反应,促进糖、氨基酸、脂和蛋白质的代谢.如图1所示,在分子结构上,黄素是7,8一二甲基异咯嗪的衍生物,RF、FMN和FAD只是异咯嗪环上N(1O)位置所连基团的不同,异咯嗪母体

4、是一样的l_1].从分子结构上看,RF分子中存在共轭双键、具有刚性的平面构造和发生氧化还原反应的位点,所以具有很好的光化学和电化学活性,因而发展出RF的光化学和电化学分析法I2。;另一方面RF还具有光敏特性,CH3NIcNliIII:I:lHOHOHOHH;OO图1黄素化合物的分子结构Fig.1Themolecularstructureofthe{lavincompounds收稿日期:2014—1127基金项目:国家自然科学基金项目(21475072)作者简介:赵常志(1957一),男,辽宁沈阳人,青岛科技大学教授,博士,博士生导

5、师第2期赵常志等:核黄素的光电化学性质及其应用209是重要的光敏化试剂.RF的吸收波段很宽(220~450nm),在光照下,可以发生光致化学反应(图2),生成有电活性的光色素(pH≤7)或无电活性的光黄素(pH>7)[.然而,利用RF的光敏特性,并与其产生的电化学效应联系起来的研究,即RF的光电化学效应及其应用的研究却鲜有报道.本文在光还原剂的存在下,利用光化学和电化学技术,对RF光致还原的机理进行了有别于文献的探讨,并据此建立了一种新的RF光致电化学分析法.H0\光色素LumichromeH。人J、、0HOOOH\.pH>70光

6、黄素ll0Lumiflavin核黄素RF翌0图2核黄素的光致化学反应Fig.2Thechemicalreactionofriboflavininducedbylight1实验部分1.1仪器与试剂CHI832B型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司);铂圆盘电极(直径4.0mm)为工作电极,Ag/AgC1电极为参比电极,铂丝为对电极组成三电极系统.PEAC200A型光电化学反应仪(天津艾达科技恒晟科技发展有限公司);LP1光功率计(日本SANwA电子公司);TUI901双光束紫外可见分光光度计(JL京普析通用仪器有限公司),F一460

7、0荧光分光光度计(日本HITACHI公司).RF(98)购于上海化学试剂有限公司;其他试剂纯度均为分析纯,实验用水为超纯水(>18MQ).1.2样品的预处理将样品在研钵中碾碎至粉末状,定量称取样品粉末i00.0mg溶解于100mL稀NaOH溶液中,充分搅拌,暗处静置24h.抽滤,所得滤液配成100mL试液,经适当稀释后,按照实验方法操作,测量试液中RF的量.1.3实验方法将试液置于光电化学反应仪的光电化学池中,插入工作电极并使其表面对准光电化学池的光窗,分别连接三电极至电化学工作站.由光电化学反应仪的LED施加蓝光(450nm)作

8、为激发光源,调节激发光源与光电化学池的距离,使激发光到达光窗处的能量为15mW/cm.用电化学工作站检测光电流,偏压设置为0V.先启动电化学工作站的电流检测,待电流趋于平稳后,开启光电化学反应仪的光闸,记录光电流一时间曲线.2结果与讨论2.1核黄素

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