分光光度动力学分析法间接测定Fenton反应速率

赵靖;马诗瑶;石青;赫春香

【摘 要】A new determination method of Fenton reaction rate has been established by spectrophotometry kinetic analysis(SKA).Hydroxyl readicals(gOH)were produced by classical Fenton reagent,and it were catched by benzoic acid as trapping agent of hydroxyl eadical.So hydroxybenzoic acid with absorption band at the wave length range of 250~400 nm were produced,and its absorbances at 300 nm and time was linear dependence in 80 s.The slope of straight line was proportional to the Fenton reaction rate,and it may be changed by scavenging agent ofgOH,so inhibiting ability of scavenging agent ongOHcan be studied.The method was proved by ascorbic acid, the result showed that,the new method can be used indirectly determination of Fenton reaction rete and estimate about inhibiting ability of scavenging agent ongOH,and it was fast speed and accurate.%建立了分光光度动力学法间接测定 Fenton 反应速率的新方法。采用传统 Fenton 试剂产生羟基自由基（gOH ），以苯甲酸为自由基捕获剂，gOH可以将其氧化成羟基苯甲酸，从而在250~400 nm波长范围内产生吸收带，300 nm波长处吸光度的增大与时间在80s之内呈良好的线性关系，直线斜率与Fenton反应速率成正比。加入gOH抑制剂可以改变该直线的斜率，从而研究抗氧化剂对gOH的抑制作用。用抗坏血酸作为抗氧化剂验证了该方法。结果表明，新方法能用于Fenon反应速率的间接测定以及抗氧化剂抑制gOH能力的评估，具有检测速度快，准确度高的优点。

【期刊名称】《高师理科学刊》 【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】3页(P31-33)

【关键词】羟基自由基;Fenton试剂;苯甲酸;分光光度法;动力学分析法 【作 者】赵靖;马诗瑶;石青;赫春香

【作者单位】辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连 116029;辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连 116029;辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连 116029;辽宁师范大学化学化工学院，辽宁大连 116029 【正文语种】中 文 【中图分类】O657.3

抗氧化剂对羟基自由基（）的抑制作用是评价其抗氧化性能的重要指标之一，而的产生及测定是此类研究的前提．Fenton反应[1]是产生的经典反应，得到广泛的认可．测定的方法分为直接法和间接法．电子自旋共振法（ESR）或电子顺磁共振法（EPR）[2]是少数几个能直接测定的方法，由于仪器昂贵而难以普及．更为普遍使用的方法是间接测定羟基自由基的方法，色谱法[3]、荧光法、催化动力学荧光法[4]、分光光度法和化学发光分析法[5-6]均是利用氧化某一羟基自由基捕获剂而产生相应的检测信号的变化间接测定羟基自由基的产率．分光光度法由于方法简单、仪器价格低廉而更易于推广，如可以使孔雀石绿[7]、甲基紫[8]和邻二氮菲合铁[9]等有色染料氧化褪色，从而产生吸光度的变化，这些方法或需要加热，或需要较长的反应时间，或对测定时间要求较严，从而使测定方法比较繁琐．而动力学分析方法具有测定误差小、时间短以及不需要严格控制反应时间等优点．迄今为止，还未

发现以分光光度法为检测手段、采用动力学分析法间接测定，并据此研究抗氧剂性能的报道．本文以苯甲酸为捕获剂，开发了一种分光光度动力学分析新方法，具有检测速度快、准确度高等优点． 1.1 仪器与试剂

760-CRT型双光束紫外可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）． 3.800 mmol/L的Fe2+由（NH4）2Fe（SO4）2·7H2O加适量稀H2SO4加水配制而成，3.800 mmol/L的EGTA；0.010 mol/L苯甲酸，0.392 mmol/L H2O2溶液（KMnO4法标定其准确浓度），2.000 mg/mL抗坏血酸．除指明外所用试剂均为分析纯，全部实验用水均为二次亚沸重蒸水． 1.2 实验方法

向10 mL比色管中依次加入0.40 mL 0.010 mol/L的苯甲酸，1.00 mL 3.800 mmol/L的EGTA，1.60 mL 3.800 mol/L的（NH4）2Fe（SO4）2·7H2O，加水定容，摇匀，从中准确取出3.00 mL 混合液2份，分别加到2支干燥的1 cm石英比色皿中，一支作为参比溶液，另一支向其中加入60 μL 0.392 mmol/L的H2O2，快速摇匀，测定300 nm波长处0~80 s内的动力学曲线（斜率为ν0）．另取2支比色管，加入适量抗坏血酸，其它试剂同前，测定动力学曲线． 2.1 的产生及其测定机理

是通过Fenton反应由Fe2+和H2O2反应产生的（），可以使苯甲酸氧化成羟基苯甲酸．羟基苯甲酸可以在250~400 nm波长范围内产生新的吸收带，吸光度随时间的延长而增大，据此建立动力学分析法间接测定Fenton反应速率，并研究抑制剂清除的能力．

2.2 体系的吸收曲线及测定波长的确定

取2支10 mL容量瓶，其中一支加入0.40 mL 0.010 mol/L的苯甲酸，然后2支中均加入1.60 mL 3.800 mmol/L的Fe2+，1.00 mL 3.800 mol/L的EGTA，加

水定容．以不含苯甲酸的溶液为试剂空白，含有苯甲酸的溶液为试样，准确移取试样溶液3.00 mL至干燥比色皿中，在200~400 nm波长范围内测定吸收曲线，然后在样品池中加入60 μLH2O2溶液，分别记录体系反应1，3 min时的吸收曲线（见图1）．结果表明，当体系中不含H2O2时，该吸收曲线在250~400 nm波长范围内没有吸收峰，当体系中加入H2O2后，在250~400 nm波长范围内产生了新的吸收带，并且吸光度随时间延长而增大，这是由于苯甲酸被氧化成羟基苯甲酸而产生的．羟基苯甲酸在271 nm处产生峰值吸收，但此波长处有试剂空白．为减小试剂空白值的影响，选择300 nm为动力学曲线的测定波长．另配溶液，测定300 nm 波长处的动力学曲线，发现吸光度与时间在80 s之内成良好的线性关系（见图2），线性方程为，相关系数r = 0.999． 2.3 实验条件的优化

2.3.1 苯甲酸浓度对动力学曲线的影响 苯甲酸是测定Fenton反应速率的探针试剂，其浓度既影响动力学曲线的斜率，又影响动力学曲线的起点吸光度，浓度越大，起点越高，不利于抗氧化剂抑制率的测定，因而必须选择适当的浓度．改变苯甲酸的用量，分别为0.10，0.20，0.30，0.40，0.50和0.70 mL，其它试剂用量及测定按实验方法进行，结果见图3．由图3可见，苯甲酸用量太少时体系的反应速率太慢，过多则反应速率太快，并且A-t关系曲线的相关性不好，故选择0.40 mL 苯甲酸为最佳用量．

2.3.2 Fe2+ 浓度对动力学曲线的影响 Fe2+ 是Fenton反应的反应物之一，其浓度的大小对动力学曲线的影响极大．改变3.800 mmol/L的Fe2+ 溶液的用量，分别为0.40，0.80，1.20，1.60和2.00 mL，其它试剂用量不变，按实验方法测定动力学曲线（曲线形状与图3类似，因此从略，EGTA和H2O2用量做同样处理）．结果表明，Fe2+ 溶液的量过少时，体系的反应速率过慢，动力学曲线的斜率过小，Fe2+ 的用量过大时反应速率过快，选择1.60 mL 作为该体系的最佳用

量．

2.3.3 EGTA浓度对动力学曲线的影响 EGTA可以与Fe2+ 形成络合物，从而有效地降低Fe2+ 的有效浓度．结果表明，如果不加EGTA，其它试剂的量按实验方法进行，动力学曲线的斜率接近于90°；加入EGTA后反应速率能得到控制．其它试剂用量按实验方法，改变EGTA的用量分别为0.00，0.50，1.00，2.00 mL，实验结果表明，当EGTA的用量处于0.50~2.00 mL时，反应速率均较好．本实验选择1.00 mL为实验用量．

2.3.4 H2O2浓度对动力学曲线的影响 改变H2O2的用量分别为20，40，60，80和100 μL，其它试剂按实验方法控制，记录300 nm波长处的动力学曲线．实验结果表明，随着 H2O2溶液体积的增加，体系的反应速率越来越快，60 μL H2O2时体系的反应速率最适宜． 2.4 抗坏血酸对羟基自由基的抑制作用

以抗坏血酸为抗氧化剂，验证该方法的可行性．在４支10 mL容量瓶中，分别加入0，50，100和200 μL的2.000 mg/mL的抗坏血酸，按实验方法进行测定，动力学曲线见图4．结果表明，随着抗坏血酸用量的增加，体系的斜率在减小，说明抗坏血酸的抗氧化能力在依次增大，证明该方法是完全可行的．

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