首个纳米酶相关国家标准获批发布

发布时间:2019-12-10发件人:nano消息来源:nano@seu


近日,在国家重大科学研究计划以及国家重点研发计划的持续支持下,历时近五年的研究、论证和评审,由东南大学生物科学与医学工程学院研究人员牵头研制并起草的国家标准《纳米技术 氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性测量方法》(GB/T 37966-2019)通过全国纳米技术标准化技术委员会组织的终审,并获得国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会批准发布实施。该标准规定了氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性的测量方法,适用于采用分光光度计对氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性进行测量和评价。标准文件规定了其适用范围、规范性引用文件、术语和缩略语、原理、仪器与试剂、溶液配制、测量步骤、测量结果处理以及报告要求,并且提供了附录A(资料性附录)仪器准备、附录B(资料性附录)氧化铁纳米颗粒铁元素质量浓度测量、附录C(资料性附录)氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性计算及不确定度评定实例以及参考文献。该标准可作为其他种类纳米颗粒类过氧化物酶活性测量的参考,对规范生物医学应用中纳米颗粒类酶活性的科学计量方法,突破生物医学应用转化的瓶颈具有极为重要的价值。

如图1所示,本标准采用3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)作为测量底物,在37 ℃和酸性条件(pH=3.6)下经氧化铁纳米颗粒的催化,TMB被H2O2氧化为蓝色的TMB衍生物,该衍生物在650 nm波长下有特征吸收峰。在37 ℃、650 nm波长下检测反应溶液吸光度随时间的变化,并根据朗伯比尔定律计算出单位时间内TMB衍生物的生成量,从而得到氧化铁纳米颗粒所含酶活性单位数(bnano)。将bnano除以加入的氧化铁纳米颗粒的铁元素质量,得到单位铁元素质量的氧化铁纳米颗粒所含酶活性单位数(anano),即氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性。


图1  测量原理图

具体计算过程如下:
通过吸光度与时间的线性拟合得出吸光度随时间变化速率(min-1)。扣除试剂空白率后,按公式(1)计算氧化铁纳米颗粒所含酶活性单位数。

············(1)


式中:
—— 氧化铁纳米颗粒所含酶活性单位数,单位为酶单位(IU或U);
V —— 反应溶液总体积,单位为微升(L);
ε—— TMB衍生物的摩尔吸光系数,取值为39000 mol-1·L·cm-1;
l —— 比色皿光程,单位为厘米(cm);
∆A/ ∆t—— 经空白率校正的反应液吸光度随时间变化速率,单位为每分(min-1)。

将bnano除以加入的氧化铁纳米颗粒的铁元素质量,得单位铁元素质量的氧化铁纳米颗粒所含酶活性单位数。
按公式(2)计算氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性。
···········(2)

式中:
—— 氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性,单位为U·mg-1;
—— 氧化铁纳米颗粒所含铁元素质量,单位为mg。

注1:酶活性:酶催化某一化学反应的能力。酶活性大小可以用在一定条件下,酶催化的某一化学反应的反应速率来表示。
注2:在本标准中氧化铁纳米颗粒类过氧化物酶活性是指单位Fe元素质量对应的氧化铁纳米颗粒所含酶活性单位数,单位U·mg-1。
注3:酶活性单位

国际生物化学协会酶学委员会推荐使用国际单位,即在规定条件下,每分钟催化一微摩尔(µmol)底物的酶量为一个国际单位(IU),简称U。1 U =1 µmol·min-1。

该标准起草单位包括东南大学、中国科学院生物物理研究所、南京东纳生物科技有限公司、中国医学科学院基础医学研究所、江苏省计量科学研究院、基蛋生物科技股份有限公司、南京医科大学第二附属医院检验医学中心。

该标准主要起草人为张宇、顾宁、阎锡蕴、许海燕、黄一鑫、董海姣、温涛、吉永新、董金来、孙颖、顾加雨、王路海、朱叶飞。

该标准得到了国家重大科学研究计划项目(生物医用纳米材料对血细胞作用的研究,2011CB933503)与国家重点研发计划项目(铁基纳米材料类酶效应与急性髓系白血病诊疗技术,2017YFA0205500)的支持。