富勒烯封端的聚谷氨酸芐酯膜的制備及清除自由基能力的測(cè)定

引言
　　
　　富勒烯及其衍生物在化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、材料學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域有許多的重要的應(yīng)用前景，因而受到許多研究者的青睞。但是由于富勒烯的籠狀結(jié)構(gòu)使其具有其強(qiáng)的親脂性，這就導(dǎo)致了其在水中的溶解度很小，使它在生物體系中的研究應(yīng)用受到很多限制。當(dāng)前，眾多研究者都致力于富勒烯聚合物的合成，這樣既可以將富勒烯的良好化學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)出來(lái)，而富勒烯的引入又使得聚合物具有更好的特性，包括機(jī)械性和熱學(xué)性等。迄今為止，富勒烯聚合物已經(jīng)成功應(yīng)用于電致發(fā)光裝置（electroluminescent devices）、生物活性材料（bioactivematerials）、光學(xué)限幅器（optical limiter）、氣體分離膜（gas separation membranes）等[1-6]。
　　目前，有研究者將聚谷氨酸芐酯制備成膜[7]，以研究其生物學(xué)效應(yīng)，但是對(duì)于富勒烯多肽類的成膜制備以及生物學(xué)效應(yīng)研究還沒有報(bào)道。本章通過(guò)鑄膜法將富勒烯封端的聚谷氨酸芐酯制備成膜，并通過(guò)鄰苯三酚自氧化實(shí)驗(yàn)研究其生物學(xué)效應(yīng)。鄰苯三酚自氧化實(shí)驗(yàn)主要研究以富勒烯的特征為主的清除自由基能力。
　　
　　1 實(shí)驗(yàn)部分
　　
　　1.1 儀器與試劑
　　TU-1901 雙光束紫外可見分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；恒溫水浴箱：
　　北京市醫(yī)療設(shè)備廠富勒烯封端的聚谷氨酸芐酯（FPBLG）、聚谷氨酸芐酯（PBLG）均自制FPBLG: 1H NMR（400 MHz,CDCl3），δ：2.2(m,2H), 2.6(d,2H), 3.706(t,2H), 3.739(t,2H),4.24(t,2H), 7.26(m,5H); FTIR(KBr), υmax/cm-1: 696.93, 1520.13, 1625.38, 3033.64, 3290.51;UV-Vis，λ: 229 nm、258 nm、283 nm、418 nm、468 nm、486 nm、494 nm、547 nm、577 nm；MALDI-TOF MS(基質(zhì)：CCA)：數(shù)均分子量Mn=1788,重均分子量Mw=1802，分子量分布PDI=1.007.
　　PBLG: 1H NMR(400 MHz,CDCl3), δ：2.2(m,2H),2.6(d,2H),3.9(t,H),7.26(m,5H); FTIR(KBr),υmax/cm-1: 696.81, 1541.17, 1663.76(C=O), 2955.86, 3296.86; UV-Vis，λ: 229 nm、258 nm、468nm、556 nm；MALDI-TOF MS(基質(zhì)：CCA)：數(shù)均分子量Mn=5847,重均分子量Mw=6266，分子量分布PDI=1.07.
　　焦性沒食子酸（鄰苯三酚）、抗壞血酸（維生素C）、HAc、Tris、EDTA-2Na 均為分析純
　　
　　1.2 膜制備
　　本文采用鑄膜法[7]制備膜，分別取0.165g FPBLG 和PBLG 溶于10mL 二氯甲烷中制成16.5%溶液，室溫下溶劑揮發(fā)成膜，脫模后60℃真空干燥至恒重。
　　
　　1.3 水溶脹率的測(cè)定
　　將試樣在(50±2)℃干燥6 h 恒重稱量后，在(25±2)℃ 的恒溫去離子水中浸泡不同時(shí)間。用濾紙迅速擦干試樣表面的水后稱量。取 3～5個(gè)樣品的平均值。吸水率 W=(m2-m1)/m1×100%，式中，m1 和 m2 分別為膜的干、濕質(zhì)量。
　　
　　1.4 膜密度的測(cè)定
　　由ρt = aρx/(mt-m0)計(jì)算聚谷氨酸芐酯膜的密度，式中，m0 為容器及去離子水的質(zhì)量和，mt 為薄膜浸入水中后容器及去離子水的質(zhì)量之和，a 為試樣質(zhì)量，ρx 為水的密度(0.9970g/cm3)，ρt 為聚谷氨酸芐酯膜的密度，其中FPBLG 為2.991 g/cm3，PBLG 的膜密度為1.994g/cm3。
　　
　　1.5 鄰苯三酚自氧化體系檢測(cè)超氧陰離子自由基[8]
　　按照， 取兩支試管按下表加入25℃預(yù)熱過(guò)的緩沖液，然后加入預(yù)熱過(guò)的鄰苯三酚（空白管用10mmol/L HAc 代替鄰苯三酚），迅速搖勻，立即傾入1cm 比色杯中，在320nm波長(zhǎng)處測(cè)定光吸收值，每隔15s 讀數(shù)一次，測(cè)定4min 內(nèi)每分鐘光吸收值的變化�？稍鰷p鄰苯三酚的加入量，以控制光吸收值。
　　
　　1.6 數(shù)據(jù)處理
　　本文使用 Excel 統(tǒng)計(jì)軟件按學(xué)生氏t-檢驗(yàn)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。數(shù)據(jù)表示平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，直方圖中數(shù)據(jù)柱代表平均值，上下誤差線代表標(biāo)準(zhǔn)偏差。
　　
　　2 結(jié)果與討論
　　
　　2.1 水溶脹率的測(cè)定
　　分別測(cè)定了 FPBLG 和PBLG 的一周后及兩周后的水溶脹率， 從圖中可知，一周后的水溶脹率基本為7.9%，變化不大；兩周后變化很大，為29.17%，且兩種膜的水溶脹率沒有太大區(qū)別。
　　從中可以看出，膜的水溶脹率隨時(shí)間的變化有很大的變化，影響薄膜吸水率的主要因素[9]有薄膜的分子結(jié)構(gòu)（如聚谷氨酸的羥基將會(huì)增大薄膜樣品的親水性，提高吸水率）、浸泡時(shí)間、溫度、表面條件、壓力等。
　　
　　2.2 清除自由基能力的測(cè)定
　　檢測(cè)了黑暗情況下，不同質(zhì)量的FPBLG 膜、PBLG 膜以及Vc 對(duì)鄰苯三酚自氧化速率的影響所示：
　　通過(guò)畫出每條曲線的趨勢(shì)圖，并作出斜率，可以由下列公式計(jì)算出各種膜的清除速率。
　　S=(K0-K1)/K0×100%其中K0 代表鄰苯三酚的標(biāo)準(zhǔn)自氧化速率，K1 代表加藥組的自氧化速率。
　　據(jù)此可測(cè)各種膜的清除速率：
　　S0.025g FPBLG=30.93%；S0.05g FPBLG=72.16%；S0.02g Vc =82.47%從上圖可以看出，F(xiàn)PBLG 膜可以減慢鄰苯三酚自氧化的速率，對(duì)自由基有清除作用，且清除作用隨膜量的增加而增加。而PBLG 膜則對(duì)自由基基本上沒有清除作用。通過(guò)測(cè)定Vc 清除自由基的能力，與膜清除自由基的能力做了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)0.02g 的Vc 清除自由基的能力與0.05g 的富勒烯封端的聚谷氨酸芐酯的能力相似。
　　由于要測(cè)物質(zhì)的清除自由基的能力必須將其溶解于水溶液中，已有研究，將富勒烯聚合物制成納米顆粒水懸液[10]，從而可以測(cè)定其的清除自由基的能力。而對(duì)于膜的制備以及生物學(xué)效應(yīng)的研究目前還沒有過(guò)報(bào)道，本文首次測(cè)定了富勒烯聚合物膜的清除自由基的能力。但是也有不足，由于膜的質(zhì)量較小，所以如若將其沉在比色皿底部，難度較大，本文將其緊貼在比色皿的非透光一端，從而對(duì)測(cè)定OD 值不產(chǎn)生影響。
　　
　　3 結(jié)論
　　
　　本文將自制的富勒烯封端的聚谷氨酸芐酯及聚谷氨酸芐酯分別制備成膜，測(cè)定了膜的密度以及水溶脹率，并利用鄰苯三酚自氧化體系檢測(cè)了不同質(zhì)量的膜在黑暗條件下清除自由基的能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)FPBLG 的清除效果顯著，且隨膜量的增加清除自由基的能力明顯增強(qiáng)。

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