血液中血红蛋白含量的测定_王耀华

第21卷第3期 化工时刊 Vol.21,No.32007年3月ChemicalIndustryTimesMar.3.2007

血液中血红蛋白含量的测定

王耀华

(东南大学化学化工学院,江苏南京210096)

摘 要 利用电合成方法在玻碳电极表面制备聚硫堇薄膜,并用电化学及石英电子微天平方法研究其对血红蛋白的吸附作用。吸附态血红蛋白具有直接的电化学行为,且其氧化)还原电流与血红蛋白(Hb)的含量成正比关系,可用于血液中血红蛋白含量的测定。

关键词 电聚合 硫堇 血红蛋白 石英电子微天平 循环伏安

DetectionofHemoglobininHumanBlood

WangYaohua

(CollegeofChemistryandChemicalEngineering,SoutheastUniversity,JiangsuNanjing210096)

Abstract Athinfilmofpolythionineonglassycarbonelectrodewaspreparedbyanelectropolymerizationprocess1Theadsorptionofhemoglobinontheresultingfilmwasinvestigatedbyvoltammetricandmassmeasurements1Theadsorbedhemoglobindisplayeddirectelectrontransferbehaviorandthepeakcurrentwasproportionaltohemoglobinconcentrationsinsolution,whichcouldbeusedfordeterminationofhemoglobininhumanblood1

Keywords electropolymerization thionine hemoglobin quartzcrystalmicrobalance cyclicvoltammetry 我国南京大学陈洪渊教授提出用亚甲蓝萘酚膜修饰碳纤维电极,基于固定化亚甲蓝对血红蛋白的催化氧化,可以在510~50Lmol#L-1

冲溶液中进行,采用循环伏安法,电位区间为-015到+015V,以20mV/s的扫速扫描20圈后,用2次蒸馏水冲洗3次,浸泡在磷酸盐缓冲溶液中备用。石

英电子微天平实验芯片修饰与上述方法相似。

的范围内精确测

量溶液中的血红蛋白[1],本文采用电聚合方法将硫堇沉积在玻碳电极表面,利用聚合物膜对血红蛋白分子的吸附作用实现溶液中血红蛋白含量的定量检测。

211

血红蛋白在聚硫堇薄膜上的吸附

牛血红蛋白(Hb)、硫堇、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠均购自国药集团化学试剂有限公司,其他试剂均为分析纯。pH值为710的磷酸盐缓冲溶液(PBS)由011mol#L-1NaH2PO4与Na2HPO4混和而成。实验用水均为二次蒸馏水。

电化学及石英电子微天平实验是在Autolab电化学工作站(荷兰)上进行的。电化学实验采用三电极系统,其中包含Ag/AgCl参比电极、铂丝辅助电极和玻碳工作电极。电化学聚合硫堇薄膜在含10mol#L-1硫堇的011mol#L-1pH值710的磷酸盐缓

收稿日期:2007-01-11

作者简介:王耀华(1962~),男,助理工程师,研究方向:电化学

图1 裸玻碳电极与聚硫堇修饰电极在磷酸盐缓冲溶液加入50Lg/mL血红蛋白前(a)和(c)及

加入后(b)和(d)的循环伏安图

化工时刊 20071Vol121,No.3 工艺#试验5Technology&Testing6

图1是裸电极及聚硫堇修饰电极在缓冲溶液中的循环伏安图。从图1可看出裸电极在缓冲溶液中加血红蛋白前后循环伏安图没有明显的变化,只是从0105V开始出现明显增加的还原电流,该还原电流的增加可能是由于加入的血红蛋白分子在电极上的不可逆还原所致。与此同时,聚硫堇电极在缓冲溶液中出现一对很宽的氧化还原峰,对应于硫堇聚合后其杂环氮原子的电化学活性。当在此缓冲溶液中加入血红蛋白,前面的宽峰保持不变,在-36和-74mV处出现一对新的氧化还原峰,且该氧化还原峰的峰电流随溶液中血红蛋白量的增加而增大,因此该氧化还原峰可能是由于血红蛋白分子在聚硫堇薄膜表面发生吸附作用,吸附态血红蛋白分子在电极上发生电子传递反应使峰电流增加。血红蛋白的等电点为617,在pH值为710的缓冲溶液中是负电性的,而硫堇聚合物是正离子型聚合物,因此可通过静电吸引作用而将血红蛋白分子吸附在聚硫堇修饰电极表面。而血红蛋白的适量电位正移约200mV,这主要是因为带正电的硫堇聚合膜稳定血红蛋白的还原态所致。

为证明血红蛋白在聚硫堇修饰电极上的吸附行为,我们进行了两个试验,其一是利用循环伏安法测定聚硫堇修饰电极在含50Lg/mL血红蛋白溶液中的峰电流随放置时间的变化,并由峰面积求出血红蛋白的相对表面吸附量(图2)。其二是利用石英电子微天平技术测定聚硫堇薄膜修饰芯片在含50Lg/mL血红蛋白溶液中芯片上沉积的血红蛋白量随时间的变化(图3)。这些结果都表明血红蛋白能在聚硫堇表面发生吸附作用,且随时间的增加,血红蛋白的峰电流和表面吸附量均增大,并在8min达到最大值,说明此时吸附达到饱和。212

血红蛋白含量测定

图3 石英电子微天平实验结果-表面沉积量与时间的关系

血红蛋白能在聚硫堇薄膜表面发生吸附作用并产生直接电子传递信号,且其峰电流随血红蛋白含量的增加而增大,可用于溶液中血红蛋白含量的测定。图4是用示差脉冲伏安法测定溶液中血红蛋白的响应。当在缓冲溶液中加入血红蛋白后,峰电流增加并趋向于一定值(图4中插图),在血红蛋白浓度0~60Lg/mL范围内峰电流与血红蛋白浓度呈线性关系,直线斜率为1814nA/Lg/mL,线性相关系数为01993

。

图2 表面吸附量与时间的关系。

插图为峰电流随时间的关系

图4 示差脉冲方法测定血红蛋白含量。

插图为标准曲线

健康成人血液中血红蛋白的含量为女性120~150mg/mL、男性136~163mg/mL,因此将血液样品稀释50倍,其血红蛋白含量应在该传感器测定范围之内。利用该聚硫堇修饰电极测定血液样品中的血红蛋白含量。从鼓楼医院取新鲜血液样品2mL与5mL019%NaCl混和并在5000v/min离心5min,弃去上层血浆,该步骤重复3次,使血浆分离完全,并加入11mL2次蒸馏水溶血,将此溶液进一步过SephadexG-25柱(PD-10,PharmaciaBiotech/AmershamBio-sciences,Freiburg,Germany),并用Drabkin试剂测定样品在540nm处吸收,用吸光系数36717gL-1cm-1计算样

(下转第23页)

郑连波等 蜡油催化裂解工艺研究 20071Vol121,No.3

表4 空速与产品收率的关系

空速/(h-1)1234

收率/(%)柴油凝点

/e裂解气汽油柴油>350e馏分

7.0114.0728.9649.96-276.1413.0229.7151.13-245.3912.1630.3752.08-204.8811.4230.8652.84-15

化工时刊

气中注入空气,即开始点火烧焦,气体空速1000h-1,起始氧浓度为2%,逐渐提高到4%,6%,8%,10%,并间歇提温至450~480e,此时,大量焦炭

已基本清除。在480~500e下,通干空气,体积空速500~1000h-1,进一步燃烧清除催化剂残炭。正常情况下,分子筛可经过多次使用和再生而不损坏,降低生产成本。再生催化剂反应性能见表6。

-1

213 产品性质分析

对反应温度为380e、反应空速为1h的产品进行分析。利用蒸馏装置对产品进行切割,切割为350e的润滑油基础油馏分,其性质如表5所示。

表5 蜡油催化裂解液相产品性质

性质

相对密度(20e)

凝点/e碘值/(%)闪点/e

粘度/(mm2#s-1)

20e40e辛烷值

汽油0.724399.8

柴油0.8340-3411.4685.26

45.12

83.2

润滑油0.8724-1597

表6 再生催化剂反应性能

温度/e350360370

裂解气2.954.276.77

收率/(%)汽油柴油9.9811.8613.79

31.2730.3229.04

>350e馏分

55.853.5550.4

如表6所示,与新鲜催化剂相比,再生催化剂在相同反应温度下裂解性能略有下降。裂解气和汽油产率降低,柴油产率增加。这是由于再生催化剂对柴油2次裂解生成汽油的选择性下降。

如表5所示,汽油的初馏点为44e,由于烯烃含量高,辛烷值较高,可作为汽油调和组分。柴油的初馏点为219e,凝点很低,但安定性较差,经过一定处理可作为较好的调和组分。>350e馏分经减压蒸馏所得馏分通过必要的精制可作为润滑油基础油。214 催化剂再生及性能评价

在蜡油裂解过程中,分子筛催化剂表面不断地沉积由碳和氢组成的缩合物,致使分子筛活性不断下降。当沉积缩合物聚集到一定量、分子筛活性达不到生产要求时,停止进料,通入空气和水蒸气(或氮气),烧去分子筛表面沉积物,使它重新获得活性,这一过程称为器内烧焦再生[4]。在350e下通蒸气吹扫反应器及管线残油2h。然后在300e至400e向水蒸

蜡油催化裂解工艺具有较好的产品分布,产品性质理想。反应温度及空速对汽柴油收率有显著影响。实际操作中应采用低空速以延长反应周期。催化剂因积炭失活后,可通过器内烧焦再生使催化剂活性得到恢复,降低生产成本。

参考文献

[1] 赵毓璋1近10年来催化脱蜡技术的应用和发展,一种增

产轻柴油的重要工艺[J]1石油炼制,1993,24(9):47~55[2] 高兹1沸石催化剂与分离技术[M]1北京:中国石化出

版社,1999,246

[3] 许越1催化剂设计与制备工艺[M]1北京:化学工业出

版社,2003,118

[4] 庞桂赐,王中南1高焦碳催化剂再生的工业实验[J]1石

油炼制,1993,24(8):13~19

(上接第18页)

中血红蛋白含量。将制得的样品加入到测量的电解池,用独立制备的3根聚硫堇电极测定两个血液样品,并由标准曲线求得其含量分别为122和166mg#mL-1,与此同时用光谱方法得到的值为135和48mg#mL-1,两种方法误差为1114%和1318%,对同一样

品3根电极的误差分别为618%,513%和1016%,说明该传感器具有良好的测定准确性和制备重复性。

参考文献

[1] 鞠晃先,荀以刚,陈洪渊1碳纤维电极研究(18):亚甲基

蓝/Nafion修饰微柱在碳纤维电极测定血红蛋白的研究

[J]1高等学校化学学报,1994,15(6):827~831