论文总字数：19337字

摘 要

使用循环伏安法对茜素红与血红蛋白进行研究，在添加血红蛋白质量浓度为0.063ppm的溶液中，电解质溶液为0.2mol/L的硫酸钠，茜素红与血红蛋白可以络合形成一种超分子复合物质，该物质具有非电活性。在加入茜素红质量浓度为143ppm～600ppm之间时，位于-0.325V峰电位处的峰电流大小与所加茜素红浓度呈负线性相关。该氧化峰的线性方程为:Y=-5×10^-7X 3×10^-4；经计算得茜素红与血红蛋白相互作用得表观结合常数为2.15×10⁴L/mol。

关键词：茜素红 血红蛋白 循环伏安法

Abstract

Alizarin red and hemoglobin were studied by cyclic voltammetry. In the solution with hemoglobin mass concentration of 0.063 PPM and electrolyte solution of 0.2mol/L sodium sulfate, alizarin red and hemoglobin could be complexed to form a supramolecular compound, which has non-electric activity. When the mass concentration of alizarin red was 143ppm ~ 600ppm, the peak current at the peak potential of -0.325V showed a negative linear correlation with the added alizarin red concentration. The linear equation of the oxidation peak is :Y=-5× 10^-7X 3×10^-4; The apparent binding constant of alizarin red and hemoglobin was calculated as 2.15×10⁴L/mol.

Key Word:Alizarin red； hemoglobin； Cyclic voltammetry

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前 言 1

第二章 实验部分 5

2.1实验仪器 5

2.2 实验试剂 5

2.3 实验方法 5

第三章 结果与讨论 8

3.1 茜素红的循环伏安实验 8

3.2 茜素红与氯化血红素相互作用 12

3.3 茜素红与血红蛋白的相互作用 17

3.4 茜素红与血红蛋白的结合常数 22

第四章 结论与展望 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 前 言

茜素红（Alizarin red，C₁₄H₇NaO₇S·H₂O）橙黄色或黄棕色粉末。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于苯和氯仿。1%水溶液pH2.15。

茜素红作为一种蒽醌染料，其具有分子结构复杂，降解十分困难的特点。蒽醌染料的毒性相对偶氮染料较低，但是茜素红毒性较高,含茜素红的废水色度深，排量大，性质较稳定^[1]。除此之外，其也具有三致性质，也可能会导致皮肤过敏^[2]。为了防止含茜素红染料的废水对废水排水口周边环境造成较大的污染，必须对废水进行处理，以降低其废水浓度，减轻对环境的危害。

燕山大学的黎翠等人研制了二氧化钛-乙炔黑的复合催化剂。使用此催化剂对废水中的有机染料进行光催化降解。试验结果表明其光降解的去除效率可达96%以上^[3]。Pvana等人利用植物废料，在生态意义上可行地生产出了铁纳米吸附剂，将其用于废水中茜素红S的吸附。实验发现，其吸附效果卓越，且吸附过程属于自发进行的，吸附之后可再生循环利用三次^[4]。江苏大学的尹兰兰等人对含有茜素红染料的废水采用放电的强电离水解处理方式进行降解处理，结果表明最佳实验条件为:外加电压为3.0 kV,溶液初始浓度为50 mg/L,pH为7.39,氧气流量4 L/min^[5]。

雷德雅等人通过电化学方法合成了玻碳电极表面的聚茜素红S /多壁碳纳米管薄膜（poly-AzrS / MWCNT / GCE），并通过伏安法用于灵敏和选择性地测定多巴胺。发现修饰电极的电催化响应表现出令人钦佩的活性。发现在5-羟色胺（5-HT）存在下同时测定多巴胺在poly-AzrS / MWCNTs / GCE上显示出非常好的响应^[6]。刘善等人开发了一种基于将电活性茜素红S功能化介孔二氧化硅材料SBA15修饰到玻璃碳电极上的新颖灵敏的电化学传感器（ARS-SBA15 / GCE）。茜素红S，称为电化学探针，可以选择性地识别多环芳烃（PAHs），作为检测三环芳烃蒽的工具。结果表明利用茜素红S和蒽之间的π-π堆积力，ARS-SBA15 / GCE传感器可以在1.0pM–10.0nM 的宽范围内和0.5  pM 的低检测限范围内定量检测蒽（S / N =  3）^[7]。

现下有很多对血红蛋白电化学性质的研究将研究方向转向了将染料修饰在在电极上用以研究血红蛋白分子的电化学性质。20世纪80年代以来，人们发现染料分子对血红蛋白具有催化作用，之后，对于这一方面的研究逐渐增多，人们多将染料作为研究血红蛋白的媒介体，染料主要起传递电极和血红蛋白之间电子的作用^[8]。例如罗桂陵等人使用聚丙烯晴混合氧化钴粒子，固定血红蛋白,对在循环伏安叠加图上显现的一对近乎可逆的峰进行研究总结了Hb在电极上的电化学行为。通过循环伏安法发现Hb浓度分别在区间0.1-48.0mmol/L和1.0-12.0mmol/L时线性效果最好。所提出的方法显示出优异的抗干扰能力和良好的选择性，并成功地用于真实样品的定量检测^[9]。陈体伟等人使用裸银电极研究血红蛋白的性质，发现银微粒具有立体结构，所以对血红蛋白的电化学的催化作用更加明显,可以在血红蛋白中直接进行电子转移。在1×10^-6mol/L~2×10^-5 mol/L这一浓度范围内,Hb峰电流和Hb浓度有较好的线性关系^[10]。Wei使用掺硼的石墨烯修饰碳离子电极来固定血红蛋白，用作生物电化学传感器，在PH为4.0的磷酸盐缓冲溶液中研究了全氟磺酸/ 徐红蛋白 / B-GQDs 的电化学行为，结果为循环伏安图上出现了两个非常清楚的对称氧化还原峰^[11]。

血红蛋白（hemoglobin，C₃₀₃₂H₄₈₁₆O₈₁₂N₇₈₀S₈Fe₄）是一种生物大分子化合物，在80年代人们发现染料分子可以与血红蛋白分子发生反应，在反应中担任电子转移的介体，之后人们研究了各种染料，尝试将其作为介体，使得血红蛋白与电极之间的直接电子交换转化为血红蛋白-介体-电极联合电子传递模式。

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