CN112858195A - 一种检测过氧化氢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种检测过氧化氢的方法，包括以下步骤：S1，将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得碳量子点；S2，配置含有碳量子点和TMB的检测溶液；S3，取一定量的检测液，向检测溶液中加入不同浓度的H2O2，反应一段时间后测吸光度，制作H2O2浓度和吸光度的标准曲线；S4，取含H2O2的待测样品加入到等量的检测溶液中反应同样的时间后测吸光度，根据标准曲线计算待测样品中H2O2的含量。该方法可以有效检测H2O2的浓度。

Description

一种检测过氧化氢的方法
技术领域
本发明涉及一种检测过氧化氢的方法，属于过氧化氢检测技术领域。
背景技术
过氧化氢(H2O2)是一种无色的液体，是一种强氧化剂，可以抑制细菌的生长，可作为稳定剂或防腐剂广泛应用于工业和医疗领域中。然而，在生化反应中，它能产生大量的羟基自由基，参与电子转移以及羟基化反应，使细胞产生坏死或突变，对人体具有非常大的危害，因此，在食品领域中的使用应该受到严格控制，避免超量的过氧化氢残留。因此，建立高效、灵敏检测食品中过氧化氢的方法具有重要的意义。但是，目前现有技术中还比较缺乏能高效灵敏地检测过氧化氢的方法。
发明内容
本发明提供了一种检测过氧化氢的方法，可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的：
一种检测过氧化氢的方法，包括以下步骤：
S1，将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得碳量子点；
S2，配置含有碳量子点和TMB的检测溶液；
S3，取一定量的检测液，向检测溶液中加入不同浓度的H2O2，反应一段时间后测吸光度，制作H2O2浓度和吸光度的标准曲线；
S4，取含H2O2的待测样品加入到等量的检测溶液中反应同样的时间后测吸光度，根据标准曲线计算待测样品中H2O2的含量。
作为进一步改进的，所述缬氨酸在二次水中的浓度为0.03～0.05mg/mL。
作为进一步改进的，所述水热反应的温度为180～220℃。
作为进一步改进的，所述水热反应的时间为10～14h。
作为进一步改进的，在步骤S3和S4中，所述反应的温度为30～57℃。
作为进一步改进的，在步骤S3和S4中，所述检测溶液的pH为3.4～3.8。
作为进一步改进的，所述TMB的浓度为0.05～1.0mmol/L。
作为进一步改进的，在步骤S2中，所述碳量子点的浓度为0.02～0.15mmol/L。
一种碳量子点，其制备方法为：将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得，所述缬氨酸在二次水中的浓度为0.03～0.05mg/mL。
作为进一步改进的，所述水热反应的温度为180～220℃，时间为10～14h。
本发明的有益效果是：
本发明的方法可以实现对H2O2的高效灵敏地检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1提供的碳量子点的光光谱及紫外吸收光谱图。
图2是本发明实施例1提供的碳量子点TEM图。
图3是本发明实施例2提供的CQDs催化活性的紫外吸收图。
图4是本发明实施例2提供的不同时间CQDs催化活性的紫外吸收图。
图5是本发明实施例3提供的不同温度条件的吸收度变化图。
图6是本发明实施例3提供的不同pH下体系的吸光度变化图。
图7是本发明实施例3提供的不同TMB浓度下体系的吸光度图。
图8是本发明实施例3提供的CQDs浓度对吸光度的影响图。
图9是本发明实施例4提供的双氧水浓度对催化活性的影响。
图10是本发明实施例4提供的H2O2浓度和吸光度的标准曲线。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
一种检测过氧化氢的方法，包括以下步骤：
S1，将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得碳量子点；
S2，配置含有碳量子点和TMB的检测溶液；
S3，取一定量的检测液，向检测溶液中加入不同浓度的H2O2，反应一段时间后测吸光度，制作H2O2浓度和吸光度的标准曲线；
S4，取含H2O2的待测样品加入到等量的检测溶液中反应同样的时间后测吸光度，根据标准曲线计算待测样品中H2O2的含量。
作为进一步改进的，所述缬氨酸在二次水中的浓度为0.03～0.05mg/mL。
作为进一步改进的，所述水热反应的温度为180～220℃。
作为进一步改进的，所述水热反应的时间为10～14h。
作为进一步改进的，在步骤S3和S4中，所述反应的温度为30～57℃。
作为进一步改进的，在步骤S3和S4中，所述检测溶液的pH为3.4～3.8。
作为进一步改进的，所述TMB的浓度为0.05～1.0mmol/L。
作为进一步改进的，在步骤S2中，所述碳量子点的浓度为0.02～0.15mmol/L。
一种碳量子点，其制备方法为：将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得，所述缬氨酸在二次水中的浓度为0.03～0.05mg/mL。
作为进一步改进的，所述水热反应的温度为180～220℃，时间为10～14h。
实施例1
称取1.4644mg L-缬氨酸至50mL洁净的烧杯中，加入34mL的二次水，搅拌均匀，然后将其转入50mL聚四氟乙烯反应釜中。在200℃的烘箱中反应12小时，冷却至室温。进行纯化，纯化后的碳量子点(CODs)置于冰箱中保存备用。
使用日本HITACHI公司F-7000型荧光光度计来观察合成CODs的荧光特性。用氙灯作激发光源，PMT电压设定为700V，激发光的狭缝为5nm，发射光的狭缝为5nm，扫描速度为1200nm/min，取一定浓度合成的CODs溶液混匀后倒入1cm的荧光比色皿中，进行荧光光谱的测定。用UV-2600型号的紫外-吸收分光光度计来观察合成的CODs的紫外吸收峰。仪器设定的波长范围是200-800nm。在紫外灯照射下，缬氨酸-CQDs发出明亮的蓝光。由图1可知，碳点的最佳激发波长为340nm。在340nm激发波长下，在420nm处有明显的特征吸收峰。
为了研究碳点的性质，本实验对样品进行了透射电镜表征。样品的透射电镜照片如图2所示，缬氨酸-CQDs具有良好的分散性，且形状规则，为圆形，颗粒分布均匀，根据投射照片对颗粒尺寸分布进行统计计算，样品的平均粒径在5nm左右。
实施例2
采用性质相对较稳定的TMB作为酶催化底物，并以H2O2为氧化剂来探究合成的CQDs的类过氧化物酶活性。在未加入CQDs时，TMB-H2O2混合溶液呈无色透明，而在加入CQDs后，溶液变蓝且颜色随时间延长而加深，这一现象即可证实CQDs具有类过氧化物酶的催化活性；此外，当体系中不存在H2O2，仅有CQDs时TMB不发生显示反应(图3)，这表明CQDs不是氧化剂，不能使TMB发生显示反应。此外，为进一步研究CQD的类过氧化物酶的催化活性，考察了不同反应时间条件下的TMB氧化产物吸光度的变化(图4)。图4显示的是，每隔3分钟的时间，紫外吸收的全谱图。由TMB-H2O2-CQDs体系催化反应过程的UV-vis吸收光谱图(图3)可知，该体系的TMB氧化产物在654nm处有特征吸收峰，且随着反应的进行，该特征吸收值不断增大。
实施例3
考察了不同的温度(32-37℃)，不同pH(3.6-5.8)，不同TMB浓度(0.05-0.85mmol/L)，不同碳点浓度(0.17-0.657mmol/L)的类过氧化物酶活性的的影响。
溶液的温度对酶的催化活性具有很大的影响，为了考察温度对体系变化情况，本实验在低温恒温水浴锅中进行控温，从32℃到67℃的温度进行检测，检测结果如5所示。结果表明在32-37℃范围内，随着温度升高，催化活性也随之提高；而当温度大于57℃时，催化活性逐渐下降，是因为温度的升高，过氧化氢分解速率加快。
pH影响CQDs类催化酶的活性，为此考察了不同pH条件下TMB吸光度的变化值，测定结果如图6所示。由图6可知，当pH为3.6-3.8时，吸光度有所升高，当达到pH3.8时，随着pH的增加吸光度反而下降，而当pH为5.4催化活性基本没有了。由此可知，最优pH值为3.8。
TMB作为显色物质，为此其浓度大小直接影响着CQDs的催化氧化。图7显示了TMB浓度分别为0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30，0.35，0.40，0.50，0.65和0.85mmol/L时的催化效果。从图7可以看出，随着TMB浓度的增大，TMB氧化产物的吸光度也相应的增加。为提高检测的灵敏度，选取TMB的浓度为0.65mmol/mL为后续的反应浓度。
CQDs作为模拟酶，其浓度会影响催化活性，实验考察了其浓度为0.0283到0.1458mmol/L条件下，CQDs的催化效果，如图8所示。从图8可知，吸光度随着CQDs的浓度增加而增加，即CQDs的催化活性随着其本身的浓度而增大，与TMB一样的是，其浓度太高会造成测定双氧水的检出限升高，所以实际测定的时候CQDs的浓度不宜取太高的。
实施例4
取390μL 5mM的TMB-乙醇溶液和pH＝3.8的HAc-NaAc缓冲液，混合均匀，然后静置3分钟，加入一定体积的CODs溶液配置成检测溶液，CDs浓度为0.1132mmol/L，并在42℃下立即用UV-vis吸收光谱仪按一定时间间隔获取体系在654nm处的吸光度值，考察CODs过氧化物酶检测不同浓度的H2O2(0-4.5mM)的影响，如图9所示，体系的吸光度先随着双氧水的浓度的增加而加大，且在低浓度下增加一点双氧水的浓度，其吸光度增加比较大，而在高浓度之后就趋于平缓，特别在浓度大于0.9mmol/L。
实验发现双氧水浓度在0 0.18mmol/L以下时，TMB氧化产物吸光度的大小与双氧水的浓度呈线性关系，如图10所示。拟合的线性方程为y＝0.09057x+0.0271，相关系数R2＝0.9978，即H2O2浓度和吸光度的标准曲线。双氧水浓度的线性范围为0.0225-0.18mmol/L，其检出限为9μM。
另取含H2O2的待测样品，加入如上的一样检测溶液，反应同样时间，测定吸光度，根据标准曲线，计算H2O2的含量。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测过氧化氢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得碳量子点；
S2，配置含有碳量子点和TMB的检测溶液；
S3，取一定量的检测液，向检测溶液中加入不同浓度的H2O2，反应一段时间后测吸光度，制作H2O2浓度和吸光度的标准曲线；
S4，取含H2O2的待测样品加入到等量的检测溶液中反应同样的时间后测吸光度，根据标准曲线计算待测样品中H2O2的含量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缬氨酸在二次水中的浓度为0.03～0.05mg/mL。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水热反应的温度为180～220℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水热反应的时间为10～14h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3和S4中，所述反应的温度为30～57℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3和S4中，所述检测溶液的pH为3.4～3.8。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TMB的浓度为0.05～1.0mmol/L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述碳量子点的浓度为0.02～0.15mmol/L。
9.一种碳量子点，其特征在于，其制备方法为：将缬氨酸和二次水混合，进行水热反应制得，所述缬氨酸在二次水中的浓度为0.03～0.05mg/mL。
10.根据权利要求9所述的碳量子点，其特征在于，所述水热反应的温度为180～220℃，时间为10～14h。
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