羟基氧化小檗碱

水是人类赖以生存的重要物质，但我们面临着可用淡水资源匮乏的难题。污水处理与回用是重要的应对举措之一。常规的混凝沉淀、过滤分离、生化处理等方法能够有效处理大部分污水；然而，医药、农药、化工等高化学需氧量(COD)、高毒性、难生化污水的处理，仍有很大难度。高级氧化技术通过催化氧化剂(臭氧、双氧水、过硫酸盐等)产生活性氧物种(羟基自由基、超氧自由基、硫酸根自由基等)，将大多数有机污染物氧化降解，甚至完全矿化，是难生化COD处理的主要技术。建组三年来，中国科学院宁波材料技术与工程研究所氢能材料与应用系统技术实验室电化学环境催化团队在陆之毅研究员的带领下，致力于高级氧化技术催化剂的开发与应用，围绕过一硫酸盐(PMS)、臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)活化中“催化剂的活性与稳定性”“构效关系”以及“催化机理”开展了深入的基础与应用研究，并取得系列进展。在PMS活化方面，团队发现晶态Ni(OH)2通过非自由基路径活化PMS，产生单线态氧；而非晶态Ni(OH)2通过自由基路径活化PMS，产生羟基自由基和硫酸根自由基。Ni(OH)2结晶状态的改变，引起PMS活化路径的改变。非晶态Ni(OH)2活化PMS降解罗丹明B的速率约是晶态Ni(OH)2的24倍。该工作以“Transformation from a non-radical to a radical pathway: Via the amorphization of a Ni(OH)2 catalyst as a peroxymonosulfate activator for the ultrafast degradation of organic pollutants”为题发表在国际知名期刊Nanoscale上(Nanoscale, 2021, 13, 7700, DOI: 10.1039/d1nr00933h)。团队制备了超薄镍铝水滑石(NiAl-LDH)(厚度约4.3nm)，发现它对磺胺类抗生素具有超吸附现象，促进了这类污染物在PMS/超薄NiAl-LDH体系中的降解，其降解速率约为PMS/普通NiAl-LDH体系中的44倍。该工作以“Ultra-adsorption enhancing peroxymonosulfate activation by ultrathin NiAl-layered double hydroxides for efficient degradation of sulfonamide antibiotics”为题发表在国际知名期刊Journal of Cleaner Production上(J. Clean. Prod., 2022, 369, 133277, DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.133277)。在O3活化方面，团队通过在4A沸石制备中引入氧空位，增加其表面酸度，从而提升其催化臭氧化性能，6min内可去除87.5%的农药(阿特拉津)；并利用氧空位淬灭和活性氧物种捕获，深入研究了氧空位在O3活化中所起作用。该工作以“Oxygen vacancies promoted heterogeneous catalytic ozonation of atrazine by defective 4A zeolite”为题发表在国际知名期刊Journal of Cleaner Production上(J. Clean. Prod., 2022, 336, 130376, DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.130376)。已授权发明专利“氧空位含量可调的4A沸石及其制备方法与应用”(ZL202110971144.1)。团队又发现过渡金属修饰蒙脱土的催化臭氧化性能与其层间水含量呈负相关，即层间水含量越少，催化臭氧化性能越好。该工作以“The effect of interlayer water of metal-modified montmorillonite for catalytic ozonation”为题发表在国际知名期刊Chemosphere上(Chemosphere, 2023, 312, 137200, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.137200)。在H2O2活化方面，团队在商业粉末活性炭(PAC)上构建孤立的Fe位点(Fe-PAC)，实现Fe-PAC在H2O2溶液中的高效、低成本再生。以罗丹明B为模型污染物，Fe-PAC经过24h再生，吸附性能恢复70.5%-92.7%，循环使用次数可达10次以上，再生成本可低至0.35美元/kg，并且适用于含亚甲基蓝或结晶紫的模拟污水。通过operando测试和密度泛函理论(DFT)计算，证实孤立的HO-Fe=O基元通过非自由基路径活化H2O2产生Fe基活性氧物种。该工作以“Cost-effective H2O2-regeneration of Powdered Activated Carbon by Isolated Fe Sites”为题发表在国际知名期刊Advanced Science上(Adv. Sci., 2022, DOI: 10.1002/advs.202204079)。可见光促进Cu-C3N4活化H2O2同样经历非自由基路径。团队采用operando冷冻电子顺磁共振波谱仪(EPR)，表征反应过程中原子级分散Cu位点配位环境的变化，提出新的反应路径。该工作以“Integration of atomically dispersed Cu-N4 sites with C3N4 for enhanced Photo-Fenton degradation over a non-radical mechanism”为题作为supplementary cover发表在国际知名期刊ACS ES&T Engineering上(ACS EST Eng., DOI: 10.1021/acsestengg.2c00261)。上述工作得到了宁波市“科技创新2025”重大专项(2020Z059、2020Z103和2020Z107)、国家自然科学基金(52201285、61761047和41876055)、宁波甬江引才计划(2021A-036-B和2021A-111-G)、宁波市自然科学基金项目(202003N4351和2019A610442)、中国博士后科学基金(2019M662124和2019M662127)等的支持。穆斯堡尔谱数据及分析由中国科学院大连化学物理研究所先进穆斯堡尔谱中心支持。

食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。氧化不仅会使食品中的油脂变质，而且还会使食品退色、变色和破坏维生素等，从而降低食品的感官质量和营养价值，甚至产生有害物质，引起食物中毒。但过量使用抗氧化剂也可能对人体的肝脏、肾脏等产生有不利影响，有的甚至还有致畸、致癌。 近期某知名品牌爆出非法添加过量抗氧化剂。Sigma-Aldrich积极响应热点话题，提供食品中抗氧化剂检测解决方案，提供HPLC和GC两种方法。 美国AOAC 983.15是检测油、脂肪、黄油中酚类抗氧化剂的方法。依据AOAC方法，采用Ascentis RP-Amide液相色谱柱能将方法中的物质在13min内实现完全分离。Sigma-Aldrich同时提供气相色谱解决方案，能分离几种常见的抗氧化剂。 AOAC 983.15方法液相分离抗氧化剂 色谱柱：Ascentis RP-Amide, 15 cm x 4.6 mm内径, 5 &mu m (货号565324-U) 流动相A：5%乙酸溶于去离子水 流动相B：95:5 甲醇：乙腈 流速：2.0 mL/min. 温度：30 ° C 检测器：UV，280 nm 进样量：10 &mu L 样品：分析物各10ug/ml溶于乙腈：2-丙醇 50:50中 梯度： Min A% B% 0 65 35 12 5 95 16 5 95 1. 乙氧喹 2. 没食子酸丙酯 3. 2,4,5-三羟基苯丁酮(THBP） 4. 叔丁基对苯二酚(TBHQ) 5. 去甲二氢愈创木酸(NDGA) 6. 叔丁基对羟基苯甲醚(BHA) 7. 2,6-二叔丁基-4-羟甲基-苯酚(Ionox 100) 8. 没食子酸辛酯 9. 3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯(BHT) 10. 没食子酸月桂酯 气相色谱方法分析常见抗氧化剂 色谱柱: SAC-5, 30 m × 0.25 mm内径, 0.25 &mu m (货号24156) 柱温: 200 ° C 检测器: FID, 250 ° C 载气: 氦气,30 cm/s 进样量: 2 &mu L,分流 100:1 样品: 200 &mu g/mL 每个组分 1.叔丁基对羟基苯甲醚 (BHA) 2.3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯 (BHT) 3.叔丁基对苯二酚 (TBHQ) 4.乙氧喹 5.2,6-二叔丁基-4-羟甲基-苯酚(Ionox 100) 6.2,4,5-三羟基苯丁酮（THBP） 7.没食子酸丙酯 (PG) 色谱耗材 货号 描述 规格 目录价（元） 565324-U Ascentis RP-Amide液相色谱柱 15 cm x 4.6 mm, 5 &mu m 3037.25 24156 SAC-5气相毛细管色谱柱 30 m × 0.25 mm x 0.25 &mu m 4899.96 标准品 货号 中文名 英文名 CAS 包装 目录价 47168 3,5-二叔丁基对甲酚 (BHT) 3,5-Di-tert-4-butylhydroxytoluene 128-37-0 500mg 228.15 31519-250MG 乙氧喹 Ethoxyquin 91-53-2 250mg 226.98 91215-100MG 没食子酸 Gallic acid 149-91-7 100mg 1120.86 PHR1118-1G 没食子酸丙酯 Propyl gallate 121-79-9 1g 656.37 47863 L-抗坏血酸 L-Ascorbic acid 50-81-7 1g 198.9 47783 DL-&alpha -维生素E DL-&alpha -Tocopherol 10191-41-0 100mg 290.16 76524-100MG 甘氨酸 Glycine 56-40-6 100mg 1178.19 40048-U 酚类抗氧化剂标准品套装 Phenolic Antioxidant Kit 2 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Kit 1729.26 　 　 　 　 　 　 　 　 　 没食子酸丙酯 (PG) Propyl gallate 500mg 叔丁基对苯二酚 (TBHQ) tert-Butylhydroquinone 500mg 去甲二氢愈创木酸 (NDGA) Nordihydroguaiaretic acid 500mg 叔丁基对羟基苯甲醚 (BHA) Butylated hydroxyanisole 500mg 2,6-二叔丁基-4-羟甲基-苯酚 2,6-Di-tert-butyl-4- hydroxymethylphenol(Ionox-100) 500mg 3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯 (BHT) 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxytoluene 500mg 没食子酸月桂酯 Lauryl gallate 500mg 没食子酸辛酯Octyl gallate 500mg 乙氧喹 Ethoxyquin 500mg 关于Supelco 美国Supelco公司成立于1966年，一直致力于色谱耗材的研究和生产，是色谱耗材的专业生产公司。超过40年在色谱和分析领域的技术经验，拥有多项专利技术，提供范围广泛的产品：气相色谱柱（包括手性柱）和配件、液相色谱柱（包括手性柱）和配件、固相萃取小柱和装置、固相微萃取手柄和萃取头、空气检测产品、分析标准品和样品瓶等。1993年，Supelco（上海：021-61415566-8209 北京：010-65688088-6812 广州：020-38840730-5001）正式加入美国Sigma-Aldrich公司，成为Sigma-Aldrich公司旗下分析业务的专业品牌。

我们新研发推出的气相色谱法检测液态油脂中3种合成抗氧化剂（TBHQ、BHA、BHT）——样品预处理专用方法包B系列产品，从常温下呈液态的食用动植物油脂和含油食品提取的液态油脂样品中，实现同时提取、分离和净化这3种合成抗氧化剂，以用于气相色谱技术对这些合成抗氧化剂的检测。本系列样品预处理方法包主要用于叔丁基对苯二酚（TBHQ）、叔丁基对羟基茴香醚(BHA)和 2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)的检测，这三种合成抗氧化剂是我国广泛使用的、合法的油溶性合成抗氧化剂，其作用主要是减缓食用油脂（包括含油食品中的油脂）氧化变质的速度，其zui大添加限量（以油脂中的含量计）均为200mg/kg。目前，国家标准中用于气相色谱检测这些合成抗氧化剂的预处理技术为凝胶渗透色谱技术（GPC），GPC法是一种使用多孔填料或多孔交联高分子凝胶作分离介质的液相色谱技术。需要昂贵的专用仪器——凝胶渗透色谱仪，以及专用耗材——凝胶渗透色谱柱，色谱柱损耗也较快，成本高昂。由于GPC技术需要大量的流动相，每预处理一个样品，需要消耗上百毫升的有机溶剂，且单次只能处理一个样品，效率较低。预处理后收集的溶液量比较大，单次实验要对几十毫升溶剂进行浓缩蒸干，对实验人员危害较大。并且GPC难以去除与目标分子大小相近的杂质分子，影响气相检测效果。本系列方法包分型：气相色谱法检测液态油脂中3种合成抗氧化剂（TBHQ、BHA、BHT）样品预处理专用方法包分为BL-1型和BL-2型。本系列方法包主要的优势1预处理成本低：无需昂贵的仪器和耗材，仅需多管涡旋振荡器、离心机等实验室常规仪器和耗材；2预处理效率高：每次实验可对多个样品进行预处理操作，最短耗时可控制在15min左右；3有机溶剂用量少：每个样品预处理操作消耗不到30mL；4安全环保：无需对大量有机溶剂进行蒸发浓缩的操作，减小对实验人员的危害；5净化效果好：可去除绝大部分的甘油三酯及其衍生物，有效防止对气相色谱仪器和色谱柱的污染，同时降低油脂中的其它杂质对气相检测合成抗氧化剂的干扰；6回收率高、稳定性好：一般情况下，TBHQ、BHA、BHT的回收率在80%~110%之间，各自回收率的重复性RSD典型气相色谱检测条件和检测色谱图1气相色谱柱分析柱：WM-5色谱柱，柱长30m，内径0.32mm，膜厚0.25μm，月旭科技（货号：03902-32001）；2进样口温度：230℃；3升温程序：初始以80℃的柱温维持1.5min，然后以10℃/min的升温速度将柱温升到250℃，并维持5min；4检测器温度：250℃；5进样量：1μL；6进样方式：进样后以不分流模式维持1.5min，然后以1：10的分流比进行分流模式的检测；7载气：氮气，纯度≥99.999%，流速1mL/min。8检测色谱图：