专利名称：基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法
技术领域：
本发明涉及一种基于三角纳米银棱柱的抗氧化能力测定方法。
背景技术：
活性氧包括过氧化氢(H2O2)、超氧自由基(.02-)、轻自由基(.0H)及其下游产物过氧化物和羟化物等，活性氧参与细胞生长增殖、发育分化、衰老和凋亡以及许多生理和病理过程。机体在遭受各种有害刺激时，体内活性氧产生过多，氧化程度超出机体的清除能力，氧化系统和抗氧化系统失衡，是导致癌变、心血管疾病、炎症、阿兹海默症，帕金森病，糖尿病和衰老的重要因素。越来越多的证据表明饮食中的抗氧化物质可以保护重要的生物分子避免损伤，减少与衰老有关的慢性疾病的发生。因此，发展简单、可靠、快速的方法检测饮食中抗氧化物质的抗氧化能力尤为重要。抗氧化剂的抗氧化能力测定包括体内法和体外法，体外法由于成本低廉应用更为广泛。体外测定方法包括分光光度法、荧光法、化学发光法、色谱法、电子自旋共振法等。其中分光光度法是采用在可见光区有吸收的自由基或中性分子为探针，根据探针分子与各类氧化剂或抗氧化剂作用后吸收光谱强度的变化来测定抗氧化剂的抗氧化能力，是应用最为普遍的测试手段之一。分光光度法包括ABTS法、DMPD.+法、DPPH法、β -胡萝卜素漂白法、藏花素漂白法、FRAP法等。这些方法都以吸收光谱强度的变化作为测定信号，共同的缺点是当测定有颜色的样品时会产生较大的偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用银纳米棱柱的LSPR吸收峰波长的迁移作为测定信号的基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法。本发明的技术解决方案是:一种基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法，其特征是:依次包括下列步骤:(I)三角银纳米棱柱的制备:将硝酸银以柠檬酸钠作弱还原剂、硼氢化钠作强还原齐U、聚乙烯吡咯烷酮作保护剂，制备三角银纳米棱柱溶胶；(2)在上述三角银纳米棱柱溶胶中分别加入一定浓度的H2O2以及该浓度H2O2和不同浓度的抗氧化剂混合液各自反应；利用加入抗氧化剂前后混合液中纳米银胶光谱性质的变化计算得到抗氧化剂的抗氧化能力。步骤(2)的具体方法是:a)在三角银纳米棱柱溶胶中加入一定浓度的H2O2反应2飞分钟，利用紫外可见分光光度计测定吸收光谱，记录最大吸收波长；b)在三角银纳米棱柱溶胶中加入与步骤a)浓度相同的H2O2与一定浓度的抗氧化剂的混合液反应，反应时间与步骤a)的反应时间相同，测定吸收光谱，记录最大吸收波长，并通过公式Ip= ( Λ Wtl — Λ W) / Λ W0,计算得到该浓度的抗氧化剂对H2O2的清除率；其中Λ Wtl指的是三角银纳米棱柱在加入H2O2前后吸收波长的变化，AW是在抗氧化剂存在时，银纳米棱柱中加入H2O2前后吸收波长的变化，Ip为清除率；c)根据步骤b)计算所得的抗氧化剂对H2O2的清除率数值大小，通过增加和/或减小抗氧化剂的浓度，计算得到不同浓度下抗氧化剂对H2O2的清除率；通过ORIGIN画出H2O2的清除率与相应的抗氧化剂浓度的关系曲线，并从图中读出清除率为50%时抗氧化剂的浓度，该浓度即为所选抗氧化剂的IC5tl值，其单位为g/L ;将抗坏血酸的IC5tl值除以各抗氧化剂的IC5tl值,可得抗氧化剂的Vc当量,表示抗氧化能力大小。所述抗氧化剂为柠檬酸、咖啡酸、没食子酸、抗坏血酸或阿魏酸等。三角银纳米棱柱能产生局域等离激元共振(LSPR)，从而引起强烈的光吸收和散射。由于面内和面外等离共振模式的同时存在，使银纳米棱柱在UV-vis吸收光谱中通常展示出两个LSPR吸收，并且吸收波长与它们的尺寸和形状密切相关。本发明使用三角银纳米棱柱测定抗氧化能力所涉及的基本原理是:银纳米棱柱可以被H2O2氧化而产生尺寸和形状的改变，从而导致银纳米棱柱的光学性质发生变化，LSPR吸收波长发生迁移，而抗氧化剂清除H2O2后可以抑制这个过程的发生。其创新之处在于采用银纳米棱柱的LSPR吸收峰波长的迁移作为测定信号，与传统方法中采用吸光度作为检测指标相比，操作简便、成本低廉且灵敏度高。与现有技术相比，本发明还具有如下优点:(I)三角银纳米棱柱制备方法成熟，制备简便，所使用的试剂成本低廉。(2)本发明中使用的三角银纳米棱柱的吸收峰位置608nm，加入30 μ M H2O2反应3分钟，吸收峰位变为548nm，吸收峰波长迁移了大约60nm，即每变化I μ M的H2O2浓度，波长变化约2nm，检测灵敏。(3)由于人眼对上述峰波长范围内的变化最为敏感，故该方法还可用于定性的可视化检测中。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是抗氧化能力测定原理示意图。图2.是抗氧化能力计算原理图。图3、图4、图5分别是几种抗氧化剂对H2O2的清除率与浓度关系曲线图。图6是三角银纳米溶胶中加入30 μ M的H2O2后光谱随时间的变化示意图。图7是柠檬酸浓度为lg/L时，三角银纳米溶胶中加入30 μ M的H2O2后光谱随时间变化示意图。图8是H2O2的浓度30 μ Μ，加入不同浓度的柠檬酸反应3分钟三角银纳米溶胶的吸收光谱图。图2中AgNP指的是银纳米棱柱(Ag nano-prism)。
具体实施例方式一种基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法，依次包括下列步骤:(I)在室温下放入装有100mL、0.2mM AgNO3水溶液的250mL锥形瓶。一边搅拌一边依次向瓶中加入30mM的柠檬酸钠水溶液6mL、2mM的聚乙烯吡咯烷酮水溶液6mL、30%的H2O20.24mL,此时溶液无色澄清。接着快速向瓶中注入0.lmol/L的NaBH4水溶液0.4mL，溶液立刻出现浅黄色，被搅拌分散均匀后，浅黄色保持不变。约10 15min之后，溶液开始出现明显的颜色变化，在几十秒钟时间内由浅黄连续变为橙黄-橙红-紫红-浅蓝-深蓝，同时溶液中冒出大量气泡，即得三角银纳米棱柱溶胶，转入冰箱冷藏室中静置12h后方可使用。(2)在上述三角银纳米棱柱溶胶中分别加入反应体系终浓度为30 μ M的H2O2以及该浓度H2O2和不同浓度的柠檬酸，室温下反应4分钟，记录紫外可见吸收光谱，根据各自的最大吸收波长，计算得到不同浓度柠檬酸对H2O2的清除率Ip= ( Λ Wtl — Λ W) / △ W0,计算得到该浓度的抗氧化剂柠檬酸对H2O2的清除率；其中的是三角银纳米棱柱在加入H2O2前后吸收波长的变化，AW是在抗氧化剂柠檬酸存在时，三角银纳米棱柱中加入H2O2前后吸收波长的变化，Ip为清除率；通过ORIGIN画出H2O2的清除率与相应的柠檬酸浓度的关系曲线，并从图中读出清除率为50%时柠檬酸的浓度，此即柠檬酸IC5tl=L 5g/L。同样方法得到抗坏血酸的IC5tl值，并将抗坏血酸的IC5tl值除以抗氧化剂柠檬酸的IC5tl值，可得抗氧化剂柠檬酸的Vc当量。表I几种常见抗氧化剂的抗氧化能力
权利要求
1.一种基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法，其特征是:依次包括下列步骤: (1)三角银纳米棱柱的制备:将硝酸银以柠檬酸钠作弱还原剂、硼氢化钠作强还原剂、聚乙烯吡咯烷酮作保护剂，制备三角银纳米棱柱溶胶； (2)在上述三角银纳米棱柱溶胶中分别加入一定浓度的H2O2以及该浓度H2O2和不同浓度的抗氧化剂混合液各自反应；利用加入抗氧化剂前后混合液中纳米银胶光谱性质的变化计算得到抗氧化剂的抗氧化能力。
2.根据权利要求1所述的基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法，其特征是:步骤(2)的具体方法是:a)在三角银纳米棱柱溶胶中加入一定浓度的H2O2反应2飞分钟，利用紫外可见分光光度计测定吸收光谱，记录最大吸收波长； b)在三角银纳米棱柱溶胶中加入与步骤a)浓度相同的H2O2与一定浓度的抗氧化剂的混合液反应，反应时间与步骤a)的反应时间相同，测定吸收光谱，记录最大吸收波长，并通过公式Ip= (AWtl - Λ W)/Λ Wtl，计算得到该浓度的抗氧化剂对H2O2的清除率；其中Λ Wtl指的是三角银纳米棱柱在加入H2O2前后吸收波长的变化，AW是在抗氧化剂存在时，银纳米棱柱中加入H2O2前后吸收波长的变化，Ip为清除率； c)根据步骤b)计算所得的抗氧化剂对H2O2的清除率数值大小，通过增加和/或减小抗氧化剂的浓度，计算得到不同浓度下抗氧化剂对H2O2的清除率；通过ORIGIN画出H2O2的清除率与相应的抗氧化剂浓度的关系曲线，并从图中读出清除率为50%时抗氧化剂的浓度，该浓度即为所选抗氧化剂的IC5tl值，其单位为g/L ;将抗坏血酸的IC5tl值除以各抗氧化剂的IC5tl值,可得抗氧化剂的Vc当量,表示抗氧化能力大小。
3.根据权利要求1所述的基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法，其特征是:所述抗氧化剂为柠檬酸、咖啡酸、没食子酸、抗坏血酸或阿魏酸。
全文摘要
本发明公开了一种基于三角银纳米棱柱的抗氧化能力测定方法，包括三角银纳米棱柱的制备；在三角银纳米棱柱溶胶中分别加入一定浓度的H2O2以及该浓度H2O2和不同浓度的抗氧化剂混合液各自反应；利用加入抗氧化剂前后混合液中纳米银胶光谱性质的变化计算得到抗氧化剂的抗氧化能力。本发明采用银纳米棱柱的LSPR吸收峰波长的迁移作为测定信号，与传统方法中采用吸光度作为检测指标相比，操作简便、成本低廉且灵敏度高。
文档编号G01N21/33GK103163099SQ20131005699
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月22日 优先权日2013年2月22日
发明者贾雪平, 高晓红, 商艳芳, 张子谊, 田丹 申请人:南通大学