CN114705744A - 一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，包括步骤：电泳缓冲液中加入不同浓度的金属离子L；没食子酸（GA）溶液作为样品进样，且在该样品中加入内标物；执行毛细管电泳，测定加入不同浓度金属离子后没食子酸GA的电泳迁移时间和内标物的电泳迁移时间；计算没食子酸与金属离子的结合常数。本发明测定没食子酸与金属离子结合常数方法操作简单、测定速度快且准确性好。

Description

一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法
技术领域
本发明涉及一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法
背景技术
没食子酸即3,4,5-三羟基苯甲酸(GA)，分子式为(OH)3C6H2COOH，又名五倍子酸,为白色或淡黄色针状结晶粉末。由于没食子酸分子中有三个相邻的酚羟基,可以与金属离子、生物碱以及蛋白质发生络合，广泛用于有机合成、医药、染料、食品等方面，近年来还作为集成电路板的清洗剂在电子工业中得到应用。近几十年来，已有科研工作者对没食子酸和铁Fe(III),铝Al(III),Cu(II)等金属离子的络合作用进行了动力学和热力学方面的研究，测定了没食子酸与金属络合物的络合常数。结果表明，没食子酸能够与这些金属离子形成较为稳定的络合物。
络合常数是描述分子间特异性相互作用的参数，可以依据络合物形成时引起的某一物理化学性质的改变进行测定。其测定方法有电化学法(包括电位法、pH法和极谱法)、光度法、高效液相色谱法等。
其中电位法利用络合物形成时,金属离子和配体浓度发生的变化会使电化学性质改变进行测定，测定时所选用的电极必须为可逆惰性电极，而且由于液接电位会产生实验数据的误差；光度法是根据络合物形成时溶液中光密度发生变化,因而络合物的吸收光谱与配位及金属离子的吸收光谱有所不同,从而求出络合物的稳定常数，该方法对复杂体系的研究存在一定困难,其准确性也比电位法差。
发明内容
本发明提供一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法以解决现有技术中利用电化学法、光度法等方法测量没食子酸与金属离子的络合常数存在误差大，准确性差的技术问题。
一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，包括以下步骤：
电泳缓冲液中加入不同浓度的金属离子L；
没食子酸(GA)溶液作为样品进样，且在该样品中加入内标物；
执行毛细管电泳，测定加入不同浓度金属离子后没食子酸GA的电泳迁移时间和内标物的电泳迁移时间；
计算没食子酸与金属离子的结合常数。
优选为，所述内标物为中性内标物。
优选为，所述内标物为二甲基酰胺(DMF)。
优选为，所述金属离子为铁、铝、锌金属离子中的一种。
优选为，所述没食子酸与金属离子的结合常数的计算公式为：
络合常数K：
Figure RE-GDA0003636407870000021
K＝[GA]*[L]/[GA-L]
Figure RE-GDA0003636407870000022
μ缓冲液中含有金属离子时GA电泳淌度
μ0为缓冲液中未添加金属离子时GA电泳淌度
μ1为GA与金属离子形成络合物时的电泳淌度
L为金属离子浓度
Figure RE-GDA0003636407870000023
Ld为毛细管总长度；
Lt毛细管有效长度，为进样口到检测器窗口的毛细管长度；
V为电泳时的电压；
t为GA的电泳迁移时间；
tdmf为内标物的电泳迁移时间。
本发明测定没食子酸与金属离子结合常数方法操作简单、测定速度快且准确性好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的些实施例，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它的附图。
图1是本发明一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法流程图；
图2是本发明一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法中Zn2+与没食子酸的非线性拟合图；
图3是本发明一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法中Cu2+与没食子酸络合作用非线性拟合曲线图；
图4是本发明一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法中AL3+与没食子酸络合作用非线性拟合曲线图；
图5是本发明一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法中Fe3+与没食子酸络合作用非线性拟合曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将连接本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法包括以下步骤：
步骤10：电泳缓冲液中加入不同浓度的金属离子L；
步骤20：没食子酸(GA)溶液作为样品进样，且在该样品中加入内标物；
本步骤中，金属离子L加入运行缓冲液中，导致缓冲液粘度发生变化，对没食子酸GA迁移速度产生影响，进而影响测定的结果，为消除这一影响，在样品中加入内标物；
步骤30：执行毛细管电泳，测定加入不同浓度金属离子后没食子酸GA 的电泳迁移时间和内标物的电泳迁移时间；
本步骤中，在毛细管两端施加电泳，样品在电场作用下迁移，与金属离子发生络合作用，形成络合物GA-L，引起样品淌度变化，表现为样品迁移时间改变，测定加入不同浓度金属离子后没食子酸GA的电泳迁移时间, 同时测定内标物的电泳迁移时间。
步骤40：计算没食子酸与金属离子的结合常数。
本步骤中，以Scatachard方程计算络合常数K：
Figure RE-GDA0003636407870000043
K＝[GA]*[L]/[GA-L]
Figure RE-GDA0003636407870000041
μ缓冲液中含有金属离子时GA电泳淌度
μ0为缓冲液中未添加金属离子时GA电泳淌度
μ1为GA与金属离子形成络合物时的电泳淌度
L为金属离子浓度
Figure RE-GDA0003636407870000042
Ld为毛细管总长度；
Lt毛细管有效长度，为进样口到检测器窗口的毛细管长度；
V为电泳时的电压；
t为GA的电泳迁移时间；
tdmf为内标物的电泳迁移时间；
以金属离子浓度L和计算后的电泳淌度μ进行非线性拟合计算，得到络合常数K。
步骤20中，内标物为中性内标物，具体地为二甲基酰胺(DMF)。
步骤10中，金属离子包括铁、铝、锌等金属离子。
本发明的一个具体实施方式如下：
1.没食子酸与锌离子Zn2+络合常数测定
毛细管电泳条件:分离电压20KV，毛细管长度60cm，有效长度50cm，毛细管内径50μm，检测器为二极管阵列检测器，检测波长210nm；温度 25℃；
电泳缓冲液为25mmol/L tris-50mmol/L tricine,含有0、10、20、30、 40、50、60、70、80、90、100μmol/L Zn离子；
样品为50μmol/L没食子酸溶液，含0.05％DMF
测定程序：用去离子水、0.1mol/L NaOH、去离子水、运行缓冲液分别在20psi压力下冲洗5min；压力进样：0.5psi，5s；
表1 25℃时不同浓度Zn离子DMF和没食子酸的迁移时间及淌度计算
Figure RE-GDA0003636407870000051
Figure RE-GDA0003636407870000061
如图2所示，通过非线性拟合，计算出Zn2+与没食子酸形成络合物的络合常数K＝3.67×104L/mol
2.没食子酸与锌离子Cu2+络合常数测定
毛细管电泳条件:分离电压20KV，毛细管长度60cm，有效长度50cm，毛细管内径50μm，检测器为二极管阵列检测器，检测波长210nm；温度 25℃；
电泳缓冲液为25mmol/L tris-50mmol/L tricine,含有0、0.5、1、2、3、 4、5、10、20、30、40、50μmol/L Cu2+离子；
样品为50μmol/L没食子酸溶液，含0.05％DMF
测定程序：用去离子水、0.1mol/L NaOH、去离子水、运行缓冲液分别在20psi压力下冲洗5min；压力进样：0.5psi，5s；
表2 25℃时不同浓度Cu2+离子、DMF和没食子酸的迁移时间及淌度计算
Figure RE-GDA0003636407870000071
如图3所示，通过非线性拟合，计算出铜离子Cu2+与没食子酸作用的络合常数K＝2.83×105L/mol。
3.没食子酸与铝离子Al3+络合常数测定
毛细管电泳条件:分离电压20KV，毛细管长度60cm，有效长度50cm，毛细管内径50μm，检测器为二极管阵列检测器，检测波长210nm；温度 25℃；
电泳缓冲液为25mmol/L tris-50mmol/L tricine,含有0、10、20、30、 40、50、60、70、80、90、100μmol/L Zn离子；
样品为50μmol/L没食子酸溶液，含0.05％DMF
测定程序：用去离子水、0.1mol/L NaOH、去离子水、运行缓冲液分别在20psi压力下冲洗5min；压力进样：0.5psi，5s；
表1 25℃时不同浓度铝离子Al3+、DMF和没食子酸的迁移时间及淌度计算
Figure RE-GDA0003636407870000081
如图4所示，通过非线性拟合，计算出铝离子Al3+与没食子酸作用的络合常数K＝9.88×104L/mol
4.没食子酸与铁离子Fe3+络合常数测定
毛细管电泳条件:分离电压20KV，毛细管长度60cm，有效长度50cm，毛细管内径50μm，检测器为二极管阵列检测器，检测波长210nm；温度 25℃；
电泳缓冲液为25mmol/L tris-50mmol/L tricine,含有0、0.5、1、2、3、 4、5、10、20、30、40、50μmol/L Fe3+离子；
样品为50μmol/L没食子酸溶液，含0.05％DMF
测定程序：用去离子水、0.1mol/L NaOH、去离子水、运行缓冲液分别在20psi压力下冲洗5min；压力进样：0.5psi，5s；
表2 25℃时不同浓度Fe3+离子、DMF和没食子酸的迁移时间及淌度计算
Figure RE-GDA0003636407870000091
如图5所示，通过非线性拟合，计算出铝离子Al3+与没食子酸作用的络合常数K＝2.11×106L/mol
本发明利用毛细管电泳测定络合常数的原理是基于游离的受体、配体及其络合物的电泳淌度的不同，通过研究受体或配体在发生络合作用前后迁移时间的变化，获得络合常数的信息，因此可以准确的计算出没食子酸与金属离子的结合常数。
与传统方法相比，本发明测定没食子酸与金属离子结合常数方法具备以下优点
1所需样品量少(pg级)；
2对样品的纯度要求不高；
3可以同时研究多种金属对没食子酸的结合行为；
4不需对样品进行标记,简化了操作步骤；
5有多种模式可供选择；测定速度快，准确性好等。
综上所述，本发明测定没食子酸与金属离子结合常数方法操作简单、测定速度快且准确性好。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：说明书中的其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，其特征在于，包括以下步骤：
电泳缓冲液中加入不同浓度的金属离子L；
没食子酸(GA)溶液作为样品进样，且在该样品中加入内标物；
执行毛细管电泳，测定加入不同浓度金属离子后没食子酸GA的电泳迁移时间和内标物的电泳迁移时间；
计算没食子酸与金属离子的结合常数。
2.根据权利要求1所述的一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，其特征在于，所述内标物为中性内标物。
3.根据权利要求2所述的一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，其特征在于，所述内标物为二甲基酰胺(DMF)。
4.根据权利要求1所述的一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，其特征在于，所述金属离子为铁、铝、锌金属离子中的一种。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种测定没食子酸与金属离子结合常数方法，其特征在于，所述没食子酸与金属离子的结合常数的计算公式为：
络合常数K：
Figure FDA0003580613860000011
K＝[GA]*[L]/[GA-L]
Figure FDA0003580613860000012
μ缓冲液中含有金属离子时GA电泳淌度
μ0为缓冲液中未添加金属离子时GA电泳淌度
μ1为GA与金属离子形成络合物时的电泳淌度
L为金属离子浓度
Figure FDA0003580613860000013
Ld为毛细管总长度；
Lt毛细管有效长度，为进样口到检测器窗口的毛细管长度；
V为电泳时的电压；
t为GA的电泳迁移时间；
tdmf为内标物的电泳迁移时间。
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