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Environmental science & technology2011Jun15Vol.45issue(12)

リボフラビンとその誘導体の存在下での光増感アミノ酸分解

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

水に光増感剤を添加すると、励起された増感剤との直接的な反応または一重項酸素(¹o₂)などの別の酸化剤の生産を通じて標的化合物の酸化を強化することにより、日光ベースのシステムでの消毒を加速できます。増感剤リボフラビン(ビタミンB2)の存在下で選択されたアミノ酸の酸化の速度論、その主要な光生成物ルミクロメ、およびその誘導体リボフラビンテトラ酢酸(2 '、3'、4 '、5'テトラアセチルリボフラビン; rta)は定量化されました。そして、反応のメカニズムは、365±9 nmの光への曝露中に決定されました。¹o₂を介した反応は、4つのアミノ酸の迅速な光分解に寄与しましたが、その寄与は増感依存であり、チロシンでは5.4-10.2%、トリプトファンでは7.1-12.4%、メチオニンの18.7-69.0%、64.7-100.200.2%は変化しました。ヒスチジンの%。リボフラビンは急速な光分解(t½<8分)の対象となり、ルミクロームとRTAの半減期はそれぞれ100倍および30倍長かった。ルミクロームとRTAは、リボフラビン(φ= 0.48)と比較して、より効率的な¹o₂増感剤(量子収量(φ)= 0.63および0.66)でした。3つのフラビンベースの化合物のうち、RTAは、目に見える光とUV光の両方を吸収し、効率的な¹o₂増感剤であり、トリプレット状態で強力な酸化剤であり、より大きな光安定性を示しているため、日光ベースの消毒システムの増感剤として最も有望です。。

水に光増感剤を添加すると、励起された増感剤との直接的な反応または一重項酸素(¹o₂)などの別の酸化剤の生産を通じて標的化合物の酸化を強化することにより、日光ベースのシステムでの消毒を加速できます。増感剤リボフラビン(ビタミンB2)の存在下で選択されたアミノ酸の酸化の速度論、その主要な光生成物ルミクロメ、およびその誘導体リボフラビンテトラ酢酸(2 '、3'、4 '、5'テトラアセチルリボフラビン; rta)は定量化されました。そして、反応のメカニズムは、365±9 nmの光への曝露中に決定されました。¹o₂を介した反応は、4つのアミノ酸の迅速な光分解に寄与しましたが、その寄与は増感依存であり、チロシンでは5.4-10.2%、トリプトファンでは7.1-12.4%、メチオニンの18.7-69.0%、64.7-100.200.2%は変化しました。ヒスチジンの%。リボフラビンは急速な光分解(t½<8分)の対象となり、ルミクロームとRTAの半減期はそれぞれ100倍および30倍長かった。ルミクロームとRTAは、リボフラビン(φ= 0.48)と比較して、より効率的な¹o₂増感剤(量子収量(φ)= 0.63および0.66)でした。3つのフラビンベースの化合物のうち、RTAは、目に見える光とUV光の両方を吸収し、効率的な¹o₂増感剤であり、トリプレット状態で強力な酸化剤であり、より大きな光安定性を示しているため、日光ベースの消毒システムの増感剤として最も有望です。。

The addition of photosensitizers to water can accelerate disinfection in sunlight-based systems by enhancing oxidation of target compounds through direct reaction with the excited sensitizer or through production of another oxidant, such as singlet oxygen (¹O₂). The kinetics of the oxidation of selected amino acids in the presence of the sensitizer riboflavin (Vitamin B2), its primary photoproduct lumichrome, and its derivative riboflavin tetraacetate (2',3',4',5'-tetraacetylriboflavin; RTA) were quantified and the mechanisms of reaction were determined during exposure to 365 ± 9 nm light. ¹O₂-mediated reactions contributed to the rapid photodegradation of the four amino acids, but its contribution was sensitizer-dependent and varied from 5.4-10.2% for tyrosine, 7.1-12.4% for tryptophan, 18.7-69.0% for methionine, and 64.7-100.2% for histidine. Riboflavin was subject to rapid photodegradation (t½ < 8 min), while the half-lives of lumichrome and RTA were 100 and 30 times longer, respectively. Lumichrome and RTA also were more efficient ¹O₂ sensitizers (quantum yield (Φ) = 0.63 and 0.66) compared to riboflavin (Φ = 0.48). Of the three flavin-based compounds, RTA shows the most promise as a sensitizer in sunlight-based disinfection systems because it absorbs both visible and UV light, is an efficient ¹O₂ sensitizer, is a strong oxidant in its triplet state, and exhibits greater photostability.

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