一种纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法与流程

本发明涉及纳米材料抗氧化性能评价的技术领域，特别是涉及一种纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法。

背景技术：

在生命体的正常生命活动过程中，过量的活性氧物质会损伤核酸、脂质和蛋白质，从而引发一些恶性疾病，比如癌症、老年痴呆、帕金森和糖尿病等。因此，活性氧物质的清除很重要。常见的抗氧化剂有超氧化物歧化酶(sod)、过氧化物酶(cat)、抗坏血酸等，但存在活性位点少，清除效率有限，需重复摄入和过量产生毒性等缺点，因此研发高效、无毒的抗氧化剂显得尤为重要。纳米二氧化铈作为一种重要的稀土元素氧化物，已经在工业催化，燃料电池等领域受到广泛的研究与应用。在生物领域，纳米二氧化铈已经被报道具有良好的生物相容性和抗氧化能力。二氧化铈表面存在ce⁴⁺/ce³⁺的循环，可以清除多种自由基，如羟基自由基、超氧阴离子等。尽管纳米二氧化铈具有一定的抗氧化能力，但其抗氧化性仍有待提高。为了提高材料的抗氧化能力，人们开始研究影响纳米二氧化铈抗氧化性能的因素，并发现材料浓度、表面修饰、自由基浓度和材料形貌尺寸裸露晶面等都会影响纳米二氧化铈的抗氧化性能。为了充分研究各种因素对材料抗氧化能力的影响，人们设计了几种用于评价纳米二氧化铈抗氧化能力的方法。目前，已经被报道的评价纳米二氧化铈清除自由基的能力的方法主要是紫外可见法、动物细胞实验法和电化学方法。虽然这些方法可以被用于评估纳米二氧化铈的抗氧化活性，但这些方法也存在一些缺点，比如在动物细胞实验中，实验操作复杂、数据重现性差、细胞需要培养、易于受到体系中其他物质的干扰、样品前期准备复杂、分析周期长、需要用到昂贵的仪器等；在紫外实验中，实验的灵敏度低、可以研究的材料浓度范围有限等；在电化学研究中，实验操作复杂、灵敏度低。因此，迫切需要建立灵敏、快速和准确的分析材料抗氧化能力的方法，用于评价纳米二氧化铈的抗氧化性能。

荧光法具有灵敏度高，操作简单，分析周期短等特点，在物理、化学、生命分析中被广泛运用。在抗氧化领域，荧光法已经被用于评价天然产物清除自由基的能力，并取得了良好的效果。但是有的荧光方法仍然存在一些问题，比如荧光物质难以合成、实验操作复杂和易受环境干扰等缺点。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有简单快速，无需特别处理，对设备要求不高，灵敏度高，实用性强等优点，可以快速准确的对纳米二氧化铈的抗氧化性能进行评估，为以后纳米二氧化铈在抗氧化方面的研究以及在医药领域的应用提供基础的纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法。

本发明的一种纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法，包括以下步骤：

(1)体系的荧光强度的测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和过氧化氢至5ml，在最大发射波长处测定体系的荧光强度，得到体系的荧光强度a0；

(2)无过氧化氢时荧光强度的测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸和硫酸钴，并加入蒸馏水稀释至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到无过氧化氢时体系的荧光强度a1；

(3)纳米二氧化铈清除羟基自由基能力测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和超声分散的纳米二氧化铈材料至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到纳米材料处理后的体系的荧光强度a2。

本发明的一种纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法，所述超声分散的纳米二氧化铈材料中还添加了稀土元素。

本发明的一种纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法，所述步骤(1)至步骤(3)中添加的硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸和硫酸钴的量均相同。

与现有技术相比本发明的有益效果为：

(1)根据材料反应前后体系荧光强度的变化来评估纳米二氧化铈的抗氧化性能，基于荧光强度值的变化就可以对纳米二氧化铈抗氧化能力进行评估，反应时间短，操作简单；

(2)采用了荧光的方法进行研究，提高了检测的灵敏度，与之前的方法相比，操作简单迅速，重现性好；

(3)可以研究纳米二氧化铈本身变化对材料抗氧化活性的影响；

(4)可以研究外部环境因素改变对纳米二氧化铈抗氧化能力的影响；

本方法根据在弱碱性环境中，钴离子能够与过氧化氢反应生成羟基自由基，羟基自由基又可以与对苯二甲酸反应生成唯一具有强荧光活性的2-羟基对苯二甲酸，当体系中存在可以清除羟基自由基的材料，体系荧光强度就会减弱。基于此原理研究纳米二氧化铈清除自由基的能力即抗氧化性能，从而对纳米二氧化铈的抗氧化性能进行评价。该方法操作简单快速，无需特别处理，对设备要求不高，灵敏度高，还可以研究自由基的浓度和材料浓度对纳米二氧化铈抗氧化能力的影响，是一种理想的纳米二氧化铈抗氧化性能评价方法。

本方法采用更优化的自由基生成体系，用于纳米二氧化铈的抗氧化研究，解决了常用fenton体系中难以研究纳米二氧化铈在碱性条件下的抗氧化问题，采用的是荧光增强捕获剂，体系抗干扰能力强，该捕获剂的购置方便，无需额外合成；与传统的紫外分析法和细胞实验相比，荧光分析具有极高的灵敏度，而且操作便捷，数据处理简单的特点；与紫外和动物细胞实验相比，本方法不仅可以用于研究各种材料本身变化及材料浓度的大范围变化，还可以研究外部环境因素对纳米二氧化铈抗氧化性能的影响，具有广泛的普适性。

附图说明

图1为体系自身的荧光发射曲线；

图2为一定浓度下几种稀土元素掺杂的纳米二氧化铈的荧光发射曲线。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

体系的荧光强度的测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和过氧化氢至5ml，在最大发射波长处测定体系的荧光强度，得到体系的荧光强度a0(如图1所示)；

(2)无过氧化氢时荧光强度的测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸和硫酸钴，并加入蒸馏水稀释至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到无过氧化氢时体系的荧光强度a1(如图1所示)。

实施例2

纳米二氧化铈清除羟基自由基能力测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和添加有稀土元素a的超声分散的纳米二氧化铈材料至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到纳米材料处理后的体系的荧光强度a2-a(如图2所示)。

实施例3

纳米二氧化铈清除羟基自由基能力测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和添加有稀土元素b的超声分散的纳米二氧化铈材料至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到纳米材料处理后的体系的荧光强度a2-b(如图2所示)。

实施例4

纳米二氧化铈清除羟基自由基能力测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和添加有稀土元素c的超声分散的纳米二氧化铈材料至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到纳米材料处理后的体系的荧光强度a2-c(如图2所示)。

实施例5

纳米二氧化铈清除羟基自由基能力测定：向比色管中依次加入硼酸盐缓冲液、对苯二甲酸、硫酸钴和添加有稀土元素d的超声分散的纳米二氧化铈材料至5ml，在最大发射波长处测定荧光强度，得到纳米材料处理后的体系的荧光强度a2-d(如图2所示)。

由于纳米二氧化铈可以清除体系中的羟基自由基，体系的荧光强度会下降。如果其他因素(比如掺杂了不同的稀土元素)影响了纳米二氧化铈清除自由基的能力，在其余实验条件相同的情况下，体系的荧光强度则会发生变化。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。