[发明专利]一种可见光调控羟基自由基的生成方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种可见光调控的羟基自由基生成方法，属于光化学技术领域。

背景技术

    羟基自由基具有高氧化电位(2.80V)，氧化能力极强，在环境科学、生命健康、分子生物学等领域均为研究重点。其具有明显“双刃剑”特征，一方面，生物体内的过高浓度的羟基自由基可能造成生物体内DNA、蛋白质和脂质等氧化损伤，导致一系列不良症状、疾病的发生；另一方面，羟基自由基在各学科研究中有着广泛应用，具体包括：(1) 分子生物学相关领域的DNA、蛋白质以及生物小分子结构鉴定;(2) 高分子科学领域的自由基聚合；(3) 医学健康领域的光动力学疗法等。其中，在癌症相关疾病的病因与治疗手段方面，羟基自由基的“双刃剑”特征，体现尤为明显。因此，精确控制羟基自由基的生成过程，对于羟基自由基的实际使用至关重要。

目前，最常用的羟基自由基生成方法为Fenton方法，广泛应用于处理难生物降解有机污染物；以二氧化钛为代表的半导体光催化技术，也是目前国内外重点发展的羟基自由基生成方法。这类方法具有效率高、操作简单等显著优点，但也存在不足之处，如难以精确控制羟基自由基生成过程，特别是不能满足细胞研究等精密实验的要求。在精确控制方面，基于同步辐射X-射线、γ射线的羟基自由基生成方法，具有明显优势，能够精确控制羟基自由基生成过程的发生和终止。但此类设施通常成本昂贵、操作严格，给实际应用带来诸多不便；另外， X-射线、γ射线均具有极高能量，给细胞组织、小分子化合物等研究对象带来损伤；这两点限制了此类方法的大范围推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光调控的羟基自由基的生成方法，该方法具有可调控、成本低、工艺简单、易操作的优点。

本发明采用的技术方案如下：

    一种可见光调控羟基自由基的生成方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：首先配制浓度为0.01mM-0.05mM的核黄素水溶液, 加入催化剂Fe²⁺或Fe³⁺离子，保持Fe²⁺或Fe³⁺离子浓度为0.0005 mM -0.002mM，调节溶液pH=3-7，然后将该溶液置于可见光光源下照射，发生光化学反应，生成羟基自由基。

    所述可见光光源加载有紫外滤光片以消除紫外光。

    所述光源为氙灯光源。

本发明的有益效果在于：

    (1) 本方法所用的原料来源广泛、价格低廉，对生物体无毒、细胞友好。

    (2) 本方法实验设备简单、流程简单、易操作。

    (3) 本方法采用可见光激发，羟基自由基的生成和终止可通过光源开关控制，在肿瘤光动力学疗法、污水处理等领域有着广阔的应用前景。

附图说明

图1为不同光照时间核黄素光敏化生成羟基自由基情况；(A) 0 秒；(B) 60 秒；(C) 120 秒；(D) 180 秒。

图2为不同pH条件下(3.0、7.0、11.0)，核黄素光敏化生成羟基自由基情况：(A) Background；(B) pH=3.0；(C) pH=7.0；(D) pH=11.0，光照时间为60 秒。

图3为在Fe²⁺催化条件下(pH= 3.0)，核黄素光敏化生成羟基自由基降解硝基苯。

具体实施方式

下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。

    实施例1（不同光照时间下羟基自由基的生成情况）