谷胱甘肽与过渡金属离子形成螯合物及其应用制造技术

本专发明专利技术涉及一种由谷胱甘肽与过渡金属离子(Cu2+，Zn2+，Cd2+)形成螯合物及其应用。该螯合物有下述方法制备获得：将谷胱甘肽和过渡金属盐按照摩尔比为3∶1～1∶1加入到一定量的蒸馏水中，在pH值在5-7，温度为20-60摄氏度条件下反应0.5-1小时，采用有机溶剂沉淀法分离螯合物。分离后分别取上清液和沉淀溶解测定剩余金属离子和产生螯合物的含量。

【技术实现步骤摘要】
谷胱甘肽与过渡金属离子形成螯合物及其应用
本专利技术涉及利用谷胱甘肽与过渡金属离子(Cu2+，Zn2+，Cd2+)形成螯合物及其在环境中的应用。
技术介绍
随着工业的快速发展，工业(如采矿、冶炼、电镀等)废水和固体废物的渗出液的直接排放，对环境造成了严重的污染。特别是电镀废水中含有大量的铬、铜、镍、锌、银等有毒重金属离子，这些重金属容易通过食物链进入人体不易排泄，逐渐蓄积，对人体的健康造成严重的威胁。因此，如何有效的治理重金属污染已经成为人类共同关注的问题。水体中重金属离子污染的治理途径主要有物理法、化学法和生物法。利用物理化学方法处理含重金属废水有沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集法，天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附和离子交换法等。物理和化学方法处理水体中重金属污染的效率很高，但是存在处理的费用较高，容易产生二次污染，且对大流量低浓度的重金属离子的处理较难等缺点。最近，一种有效、费用低廉、操作简单的生物处理法日益受到人们的重视。根据去除重金属离子的机理不同分为微生物絮凝法、生物吸附法、生物化学以及植物修复法。生物絮凝法是利用微生物产生具有絮凝活性的代谢物(多糖、蛋白质、纤维素等)高分子中的氨基、羟基和巯基等与Cu2+、Hg2+、Ag+、Cd2+等重金属离子形成稳定螯合物沉淀而去除这些重金属离子。生物吸附法是利用有些细菌在生长过程中释放的蛋白质与重金属离子生成沉淀去除，该方法来源广、价格低、 吸附能力好及易于分离回收重金属离子而被广泛使用。生物化学法是通过某种微生物在厌氧条件下将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子和H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而去除的方法。植物修复法是利用高等植物通过吸收、沉淀、富集等作用降低以及有的土壤和地表水的重金属离子。近来研究发现金属结合蛋白(肽)在环境中具有重要的研究和应用前景，如蛋白(肽)分子与金属离子相互作用，金属离子的溶出与提取、金属离子解毒研究等。金属结合蛋白(肽)的一个重要的应用领域是环境重金属污染的生物修复。金属结合蛋白(肽)最重要的结构特征是其富含His、Cys等氨基酸，蛋白质(肽)与重金属离子的结合过程中，Cys的巯基起着最为重要的作用，Cys数越多，结构与牢固，而且氨基酸的氨基和羧基可增强多肽对金属离子的亲和能力。虽然蛋白(肽)结合重金属的基础研究取得了一定的研究成果，在生产和实践中也得到了一定的应用，但是重金属的生物修复治理任然局限于实验阶段。筛选和获得亲和力或专一性的重金属结合蛋白或者肽是进一步努力的方向之一。谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸形成含有巯基的三肽化合物，有清除自由基和解毒等许多重要的生理功能。GSH含有羧基、巯基、氨基和酰胺基等多种配位基团和10个可参与配位的原子。金属离子尤其是重金属离子具有强烈的亲S元素的特性，而巯基(SH)是GSH分子结构中一个重要的官能团。重金属离子可以通过和GSH作用形成螯合物沉淀去除。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种谷胱甘肽与过渡金属离子(Cu2+，Zn2+，Cd2+)形成螯合物在环境中的应用。本专利技术提供的谷胱甘肽与过渡金属离子螯合物由下述方法制备获得:称取一定量的谷胱甘肽溶解于一定量的蒸馏水中，使谷胱甘肽的浓度为0.05~0.15mol/L。将溶液加入三角瓶中，加热使其溶解，趁热加入一定量浓度为0.025~0.075mol/L金属离子的硫酸盐(使谷胱甘肽与金属离子的摩尔比为1:1~3:1)。用氢氧化钠或硫酸溶液调节pH为5~7，然后封口后放入水浴锅内恒温反应一段时间。所得的反应物旋转蒸发仪浓缩之后采用有机溶剂沉淀法分离螯合物，离心分离分别收集上清液沉淀。取上清液分析剩余金属离子的浓度和对螯合物沉淀物进行定性分析。本专利技术中对反应物进行采用红外光谱法和热重分析法验证谷胱甘肽螯合物的生成。本专利技术中采用直接吸入火焰原子吸收的方法对未参与反应的金属离子的含量进行定量的分析。本专利技术中通过计算螯合反应前后金属离子的含量求得谷胱甘肽对金属离子的螯合率。本专利技术谷胱 甘肽和金属离子是在水溶液中进行的，在反应过程中影响其金属离子螯合率的主要因素有:谷胱甘肽和金属离子的摩尔比、体系的PH值、螯合反应温度以及反应时间等。实施例1称取3.073g谷胱甘肽溶解于一定量的蒸懼水中,加热溶解之后于定容100ml容量瓶中，配成0.lmol/L的谷胱甘肽溶液；称取1.248g五水硫酸铜溶于一定量的蒸馏水中，用100ml容量瓶定容，配成0.05mol/L的硫酸铜溶液。取20ml0.lmol/L谷胱甘肽溶液于100ml三角瓶中，再加入40ml0.05mol/L的硫酸铜溶液，用0.5mol/L的氢氧化钠或0.5mol/L的硫酸溶液调节PH为5，封口后放入水浴锅内在20°C条件下恒温反应I小时。反应结束后取出反应物，用旋转蒸发仪浓缩螯合液，采用无水乙醇沉淀分离螯合物，离心分离螯合物。取一定量的上清液用火焰原子吸收法检测未参与螯合的铜离子的量。将所得的沉淀进行红外光谱分析和热重分析。实施例2称取1.536g谷胱甘肽溶解于一定量的蒸懼水中,加热溶解之后于定容100ml容量瓶中，配成0.05mol/L的谷胱甘肽溶液；称取0.624g五水硫酸铜溶于一定量的蒸馏水中，用100ml容量瓶定容，配成0.025mol/L的硫酸铜溶液。取20ml0.0.05mol/L谷胱甘肽溶液于100ml三角瓶中，再加入20ml0.025mol/L的硫酸铜溶液，用0.2mol/L的氢氧化钠或0.2mol/L的硫酸溶液调节pH为6，封口后放入水浴锅内在30°C条件下恒温反应0.5小时。反应结束后取出反应物，用旋转蒸发仪浓缩螯合液，采用无水乙醇沉淀分离螯合物，离心分离螯合物。取一定量的上清液用火焰原子吸收法检测未参与螯合的铜离子的量。将所得的沉淀进行红外光谱分析和热重分析。实施例3称取3.073g谷胱甘肽溶解于一定量的蒸懼水中,加热溶解之后于定容100ml容量瓶中，配成0.lmol/L的谷胱甘肽溶液；称取1.438g七水硫酸锌溶于一定量的蒸馏水中，用100ml容量瓶定容，配成0.05mol/L的硫酸锌溶液。取20ml0.lmol/L谷胱甘肽溶液于100ml三角瓶中，再加入40ml0.05mol/L的硫酸锌溶液，用0.5mol/L的氢氧化钠或0.5mol/L的硫酸溶液调节PH为5，封口后放入水浴锅内在20°C条件下恒温反应I小时。反应结束后取出反应物，用旋转蒸发仪浓缩螯合液，采用无水乙醇沉淀分离螯合物，离心分离螯合物。取一定量的上清液用火焰原子吸收法检测未参与螯合的锌离子的量。将所得的沉淀进行红外光谱分析和热重分析。实施例4称取1.536g谷胱甘肽溶解于一定量的蒸懼水中，加热溶解之后于定容100ml容量瓶中，配成0.05mol/L的谷胱甘肽溶液；称取0.719g七水硫酸锌溶于一定量的蒸馏水中，用100ml容量瓶定容，配成0.025mol/L的硫酸锌溶液。取20ml0.05mol/L谷胱甘肽溶液于100ml三角瓶中，再加入40ml0.025mol/L的硫酸锌溶液，用0.2mol/L的氢氧化钠或0.2mol/L的硫酸溶液调节pH为7，封口后放入水浴锅内在30°C条件下恒温反应I小时。反应结束后取出反应物，用旋转蒸发仪浓缩螯合液，采用无水乙醇沉淀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由谷胱甘肽与过渡金属离子(Cu2+，Zn2+，Cd2+)形成螯合物，其特征是以下步骤制备得到：(1)按照谷胱甘肽和金属离子的摩尔比为1∶1～3∶1，将金属离子盐溶液和谷胱甘肽溶液混合，用氢氧化钠或硫酸溶液调节pH为5～7，然后封口后放入水浴锅内恒温反应。(2)将所得的反应物旋转蒸发仪浓缩之后采用无水乙醇沉淀法分离螯合物，离心分离，分别收集上清液和沉淀。(3)用直接火焰原子吸收法对上清液中的金属离子进行测定；对螯合沉淀物进行红外和热重法进行定性分析。

【技术特征摘要】
1.一种由谷胱甘肽与过渡金属离子(Cu2+，Zn2+，Cd2+)形成螯合物，其特征是以下步骤制备得到: (1)按照谷胱甘肽和金属离子的摩尔比为1:1~3: 1，将金属离子盐溶液和谷胱甘肽溶液混合，用氢氧化钠或硫酸溶液调节pH为5~7，然后封口后放入水浴锅内恒温反应。 (2)将所得的反应物旋转蒸发仪浓缩之后采用无水乙醇沉淀法分离螯合物，离心分离，分别收集上清液和沉淀。 (3)用直接火焰原子吸收法对上清液中的金属离子进行测定；对螯合沉淀物进行红外和热重法进行定性分析。2.如权利要求1所述的谷胱甘肽螯合金属离子的特征是步骤(1)中所述的谷胱甘肽的浓度为 0.05 ~0.15mol/L。3.如权利要求1所述的谷胱甘肽螯合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，刘建华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：