当代环境科学有机分析

1现代有机生物分析在酶化学检测方面的应用

1．1用毛细管电泳化学发光检测对黄嘌呤氧化酶抑制剂的筛选

黄嘌呤氧化酶(XOD)是人体内产生尿酸过程中的关键酶，它的主要生化作用是催化次黄嘌呤氧化为黄嘌呤(Xa)，并最终生成尿酸(UA)。尿酸产生过剩，会导致高尿酸血症。因此维持正常水平的尿酸浓度是预防痛风和其它疾病的重要途径。XOD抑制剂可通过抑制XOD的活性来减少尿酸的产生，是治疗高尿血症和痛风的一类重要药物。姜静等［3］基于毛细管电泳活性发光检测法，结合电泳中介微分析技术，建立了黄嘌呤氧化酶活性分析和抑制剂筛选的新方法。在优化条件下，测定了黄嘌呤氧化酶活性，并用标准抑制剂考察该方法用于酶抑制剂筛选的可行性，最后对十余种中草药进行筛选，发现高良姜的乙醇提取物对黄嘌呤氧化酶显示出较好的抑制效果，故其可能成为新型的XOD抑制剂。并将其新方法广泛应用于中草药中黄嘌呤氧化酶抑制剂的筛选。

1．2酶催化-纳米金共振散射光谱法检测碱性磷酸酯酶

碱性磷酸酯酶(ALP)是一种重要的酶，广泛存在于动物组织和微生物中。当人体组织发生病变时，ALP的含量出现异常，因此检测磷酸酯酶的含量对临床诊断具有重要意义。吴蒙等［4］在pH8．9的Tris-HCl缓冲溶液中，用碱性磷酸酯酶催化2-磷酸抗坏血酸酯水解生产抗坏血酸，用抗坏血酸还原氯金酸生成纳米金微粒，该微粒在600nm处的共振散射峰强度与碱性磷酸酯酶浓度在1．33×10－5～4．0U/L范围内呈良好的线性关系，该法用于血清样品测定，结果满意。故该法是一种检测碱性磷酸酯酶的共振散射光谱分析新方法。

1．3过氧化氢在胺基硅烷磁性纳米材料修饰电极上的电化学行为及对酶的固定

过氧化氢(H2O2)是食品、制药、临床、工业和环境分析等领域中的一种重要媒介体。近年来，对H2O2测定的研究十分活跃。经过硅烷化的磁性纳米材料不仅具有磁性，可以在外加磁场的作用下方便的分离;而且通过表面修饰赋予的表面功能基团，使得该磁性纳米粒子具有良好的生物相容性、稳定性、对酶有较好的亲和力。黄玉梅等［5］合成了胺基硅烷磁性纳米粒子(A-SMNPs)，并将其用于辣根过氧化酶(HRP)的固定，制备了PDDA/HRP/A-SMNPs/GCE修饰电极，并运用化学阻抗(EIS)、循环伏安和安培检测等方法研究了过氧化氢(H2O2)在该修饰电极上的电化学行为。在优化实验条件下，该传感器对H2O2具有响应快、稳定性好和选择性良好的特点。

1．4QCM和SERS联用检测凝血酶的研究

拉曼光谱作为一种重要的振转光谱，是研究生物大分子的重要手段，可以在水溶液环境下表征分子结构及其变化，表面增强拉曼散射(SERS)效应可使在特殊制备的一些活性基质表面上吸附分子的拉曼散射信号大大增强，从而为生物大分子的超拉曼检测打开了大门。岳小雷等［6］以凝血酶为研究对象，基于适配子识别技术，实现了压电石英体微天平和拉曼表面增强光谱的同时检测，不仅可以通过压电石英晶体微天平对检测适配子与凝血酶的识别作用过程，而且可同时通过拉曼光谱得到凝血酶的分子结构信息，本方法为核酸适配子的实际构建和石英筛选提供新的实验手段。

1．5手性重力大小与方向性对α-淀粉酶活性的效应分析

研究表明，纳米颗粒、光照环境以及力场等外在因素在生命体中均能够产生与之对应的生物效应。很多研究发现，在超重或微重力条件下会影响相关基团表达。但人们总是关注于力的大小效应，而忽视了力的方向性效应。袁龙飞等［7］通过光谱学方法，测定了手性重力的大小及方向对α-淀粉酶活性的影响。结果表明，超重力场会提高α-淀粉酶活性，且右手螺旋力更能提高其活性，并在4000g为其最适点。考虑到地球重力的昼夜周期性变化的事实，表明重力可能也是生理节律的重要授时因子之一。该研究将在生命科学的研究中得到应用。

2现代有机分析在生命科学及环境科学中的应用

2．1毛细管电色谱法分离嘌呤碱及核苷化合物

毛细管电色谱法(CEC)是近年来发展起来的新方法，具有快速、高效、进样量少等特点，分离的核心部分是整体柱。有机整体柱制备方法简单、内部结构均匀、重现性好，选择单体具有多样性，已成为目前研究最为广泛的一类整体柱。核苷和碱基是生物体的重要物质，在生命科学、药物等领域中研究广泛。张琳等［8］以C18为单体，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)为交联剂，制备了一种疏水性有机整体柱，该柱具有良好的通透性，较高的柱效。利用该柱基于毛细管电色谱法，对3种嘌呤碱和4种核苷，即腺嘌呤、次黄嘌呤、甲氨基嘌呤、甲基腺苷、鸟苷进行了快速有效地分离和检测。

2．26-苄氨基嘌呤-Cu(Ⅱ)-三苯烷类染料体系的吸收和共振瑞利散射光谱及其分析应用

6-苄氨基嘌呤(6-BA)是第1个人工合成的外源性细胞分裂素，广泛应用于农业、果树及园艺作物组织的培养，具有将氨基酸、生长素、无机盐等携向处理部位，促进根尖及芽产生愈伤组织并分化;缩短生长周期，提高坐果率;能促进δ-氨基乙酰丙酸的生物合成等多种效能。其在现代农业、水果和园艺作物中起着重要的作用，但过量或滥用细胞分裂素，可能会破坏水果和蔬菜中的营养成分，故在农业、水果生产食用过程中，必须严格规范使用范围并控制其用量，使其更好的服务于人类。故研究对6-苄氨基嘌呤的痕量测定方法，无论对药物分析或农产品残留量检验都是非常重要的。为此，黎小艳等［9］在pH5．0HAc-NaAc介质中，让6-苄氨基嘌呤与Cu(Ⅱ)及三苯甲烷类染料反应，形成离子缔合物，其能引起吸收光谱，使共振瑞利散射及倍频散射显著增强，其强度变化与6-BA浓度增加呈线性关系，3种方法测得里斯沙明绿体系的检出限分别为5．48，119．70，64．20ng/mL。将RRS法用于豆芽中6-BA的快速测定，结果满意。同时，他们还计算了6-BA的电荷分布，对反应机理进行了初步探讨。

2．3四氧化三铁纳米磁珠富集磷酸化多肽的研究

蛋白质磷酸化和去磷酸化几乎调节着生命活动的整个过程，包括细胞的增殖、发育和分化、神经活动、肌肉收缩、新陈代谢、肿瘤发生等。因此，对蛋白质磷酸化位点进行分析，有助于阐明蛋白质磷酸化的机制与功能。生物质谱是目前进行蛋白质磷酸化分析最有力的方法之一，但由于细胞蛋白质磷酸化的丰度很低，以及在质谱分析中磷酸化的肽段离子化效率低，磷酸化肽段的质谱信号会被非磷酸化肽的质谱信号压制，因此，在磷酸化蛋白质的质谱分析鉴定前，需要结合高效的富集技术才能提高信号比。为此，付洁英等［10］利用四氧化三铁磁性纳米材料对磷酸化肽段的特异性吸附，构建了一个快速、高效鉴定分析磷酸化蛋白质的新技术，实验证明，通过四氧化三铁纳米磁珠对磷酸化多肽的富集，使其进行了准确测定。

2．4利用柱前衍生毛细管电泳化学发光法高灵敏度检测生物样品中氨基酸

作为蛋白质合成中必不可少的原料，氨基酸广泛存在于血液、尿液、唾液等生物样品中，并在新陈代谢中起着重要作用，因而对其痕量检测意义重大。李涛等［11］发现，DPC在毛细管电泳化学发光体系中能极大的增强Luminol-H2O2的发光强度，在此基础上建立了采用ABEI对氨基酸进行柱前衍生化，基于超常氧化态铜离子复合物二过碘酸合铜(DPC)对鲁米诺(Luminol)-H2O2化学发光体系的高效催化，建立了氨基酸的毛细管电泳-化学发光检测方法。氨基酸以异鲁米诺(ABEI)衍生后，定量限可达0．20μm。该法是对生物样品中的氨基酸进行高灵敏度测定的新方法。

2．5聚合物整体柱微萃取与高效液相色谱法联用

检测氨基甲酸酯类农药氨基甲酸酯类农药对多种害虫有良好的杀除效果，因而被广泛用于农业生产中，特别是蔬菜、水果，但其残留严重影响人体健康。因此，建立简单、快速的氨基甲酸酯类农药残留的检测方法具有重要意义。马会会等［12］以聚(甲基丙烯酸-乙二醇二甲基丙烯酸酯)毛细管主体柱作为萃取装置，利用聚合物整体柱微萃取与高效液相色谱联用技术，建立了同时测定水果、蔬菜中氨基甲酸酯类农药的分析方法。为了得到较高的萃取效率，他们还优化了影响萃取效率的参数(萃取流速、萃取体积、解析液流速等)。该方法具有简便、快速、灵敏度高、分析重现性好等优点，用于实际水果、蔬菜中氨基甲酸酯类农药的检测，获得了较好的结果。

3现代有机分析在日常生活中的应用

3．1花梨木类与黑酸枝木类HPLC指纹图构建

近年来，红木家具及制品的真伪辨别成为一大热点问题。作为一种从整体上研究复杂物质体系的技术工具，天然产物指纹图已广泛应用于中药、茶叶的辨别分析中，而在木材鉴别上才刚刚起步。沈明月等［13］利用高效液相色谱(HPLC)法建立了2类4种红木HPLC指纹图谱，结果显示，不同种红木HPLC指纹图谱间有显著差异，并探索了化学指纹图在不同红木验证、判别方面应用的可行性，可为红木质量监控提供新的依据。

3．2对空气敏感类有机化合物的碳氢氮元素含量测定

天然的和合成的化合物中有许多是对空气敏感的，即对水分、氧气、温度等十分敏感。随着科技的发展，真空手套开始替代过去的人工气体纯化装置。为此，戴俪婧等［14］采用在手套箱中称取金属有机化合物，整理了不同主族金属化合物的元素分析结果，发现都在允许误差范围内。研究表明，这样的取样方法比其它方法更易操作，取样环境更有保证。该法在环境分析中将得到广泛应用。

4结束语

近年来，由于科技工作者对现代有机分析化学的潜心研究，使现代有机分析和现代生物分析的新方法、新技术及新的测试手段不断涌现，从而为保证人类可持续发展，并为人类生产、生活、生存及健康提供了强有力的保证。尽管如此，现代有机分析还面临着许多新课题，如环境中的微量、超微量有机污染物的检测，有机和生物污染物在环境中的反应和迁移等，都是对现代有机分析和生物分析发展的极大挑战。但我们坚信，随着科学家在研究中不断发现有机分析和生物分析的新方法新技术和新的测试手段，挑战性的难题将被解决，有机分析和生物分析将迎来新的辉煌。不仅如此，通过科学家的潜心研究，现代有机与生物分析正向着灵敏、快速、准确、特新、微量化、自动化的方向发展。