Cu0-Fe3O4@壳聚糖微球的制备及其对染料污染物的催化氧化

采用Fe²⁺以及Cu²⁺与壳聚糖形成的双金属络合物作为前驱体溶液,一步成球后通过水热法制得Cu⁰-Fe₃O₄@壳聚糖微球。表征结果证明,Cu⁰以及Fe₃O₄均以纳米尺寸均匀镶嵌在壳聚糖微球中。当此壳聚糖微球投加量为0.5 g/L, H₂O₂投加量为40 mmol/L时,对初始浓度为20 mg/L的活性红73在60 min中内的脱色效率可达99%,且在pH 3.0～9.0范围内均能维持较高的效率。纳米Cu⁰在有氧条件下表面易形成Cu₂O层,不仅能够活化H₂O₂产生·OH,还可提供电子加快Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)之间的循环,使类芬顿反应高效进行。     

基于次血红素六肽的过氧化氢和葡萄糖灵敏比色方法

采用次血红素六肽(DhHP-6)催化H₂O₂氧化4-氨基安替吡啉-氯代苯酚显色体系,建立了测定H₂O₂和葡萄糖的方法。 研究了pH值、底物浓度和DhHP-6浓度对实验的影响,检测了比色方法的反应线性、稳定性、相关性和回收率。 在最佳反应条件下,DhHP-6在不同时间及温度条件下,活性要优于过氧化物酶(POD);DhHP-6催化H₂O₂ 的米氏常数(K_m)和最大反应速率(v_max)分别为0.171 mmo/L和4.22×10^-6 mol/s;H₂O₂响应的线性范围为0.39~25.0 mmol/L;高、中、低 3水平测定的变异系数(CV)和加标回收率分别在1.29%~2.16%和94.5%~101.1%之间;与葡萄糖商品试剂盒比较相关系数R²=0.9946;36例血液样品中的葡萄糖浓度在4.26~17.48 mmol/L之间。 与葡萄糖检测商品试剂盒之间的两组数据经统计差异不显著(P>0.05)。 该方法是一种简单、廉价、方便、灵敏的比色测定方法。     

基于DNAzyme催化介导双循环等温信号扩增策略的高灵敏牛结核杆菌传感方法研究

建立了一种8-17 DNAzyme催化介导双循环等温信号放大的牛结核分枝杆菌高灵敏荧光传感方法。牛结核杆菌靶序列与探针H₁杂交,导致其发夹结构发生变化,发夹环部缩小,此时Pb²⁺激活的8-17 DNAzyme活性中心作用于切割位点,释放出引发链和牛结核杆菌靶序列,释放的牛结核杆菌靶序列被重新利用,与H₁杂交构建上游循环。引发链与H₂杂交打开其发夹结构,随后信号链S₃与打开后的H₂结合,并被Pb²⁺激活的8-17 DNAzyme活性中心识别,切割释放出荧光报告基团,打开的H₂可重复利用与S₃杂交结合并切割,构建下游循环。在最优实验条件下,对牛结核分枝杆菌特异性序列检测的线性范围为200 amol/L～1 pmol/L,检出限为100 amol/L (S/N=3),回归方程为F=4.834lgC(牛结核杆菌靶序列,amol/L)+4.057。将此方法应用于牛血液中牛结核分支杆菌含量检测,加标回收...     

以城市污泥基氧化石墨烯为模拟酶比色传感检测H2O2

本研究构建了以城市污泥基氧化石墨烯(GO)为模拟酶的比色传感器用于定量检测H₂O₂。以城市污泥为基质利用改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用GO具有过氧化物模拟酶的特性，能够催化H₂O₂与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的显色反应定量检测H₂O₂。结果显示，在最佳检测条件HAc-NaAc缓冲溶液pH 4.8、TMB溶液浓度30 mmol·L^-1和城市污泥基GO浓度460μg·mL^-1时，H₂O₂浓度在0.1～2μmol·L^-1和10～150μmol·L^-1范围内，与体系吸光度呈良好的线性关系，最低检测限为0.01μmol·L^-1。此方法对实际水样中H₂O₂含量进行检测，回收率在99%～103.77%之间。研究表明，城市污泥基GO具有与传统G...     

球磨微米硫化零价铁活化双氧水降解有机污染物的研究

报道了机械球磨方法制备的微米硫化零价铁（S-ZVI）可以快速活化H₂O₂降解各类有机污染物.S-ZVI/H₂O₂降解苯酚的单位比表面积反应速率常数是ZVI/H₂O₂的5倍以上,且苯酚的降解不存在初始抑制阶段.探针化合物乙醇的淬灭反应结合电子顺磁共振（EPR）实验证明S-ZVI/H₂O₂体系产生的氧化活性物质为·OH.反应前后S-ZVI颗粒的扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）表征结合电化学测试和苯酚降解结果表明S-ZVI中FeS取代ZVI表面的钝化膜（铁氧化物）,加速了电子从Fe⁰传递到H₂O₂,更快地释放Fe²⁺,引发Fenton反应.在这过程中FeS主要作为电子的导体而非Fe²⁺的释放源.     

基于H2O2-丁基玫瑰红B-Fe2+体系的荧光猝灭法测定血清过氧化氢酶的活性

利用H₂O₂-Fe²⁺可以快速使丁基玫瑰红B(BRMB)发生荧光猝灭,而过氧化氢酶(CAT)对该猝灭有抑制效应,提出了基于H₂O₂-BRMB-Fe²⁺体系的荧光猝灭法测定血清CAT活性的方法。取血清样品10μL,加入1 mmol·L^-1 H₂O₂底液0.50 mL,于30℃恒温反应15 min,再依次加入0.02 mmol·L^-1 BRMB溶液0.70 mL、0.1 mol·L^-1冰乙酸-乙酸钠缓冲液(pH 4.2)1.00 mL和0.01 mol·L^-1 Fe²⁺溶液0.08 mL,于室温反应20 min后用水定容至10 mL,测定体系在590 nm发射波长处的荧光强度F;以煮死酶液为对照,按照同样的方法测定其在590 nm发射波长处的荧光强度F₀。结果表明：CAT活性在0.005...     

基于Fe7S8纳米酶的H2O2手机可视化比色检测

铁基纳米材料因具有丰富的化合价态和活性位点,表现出良好的类过氧化物酶活性而受到广泛关注。该研究通过简单水热法合成Fe₇S₈纳米花(NFs),并基于其类过氧化物酶活性构建了用于H₂O₂高灵敏度比色检测的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)和H₂O₂显色体系。优化了体系的显色条件,并考察了Fe₇S₈ NFs的类酶活性稳态动力学及催化机理。在0.001～9 mmol/L和9～70 mmol/L范围内,H₂O₂浓度与652 nm处的吸光度值呈现良好的线性关系,对应的检出限分别为0.33μmol/L和3 mmol/L。同时方法具有良好的抗干扰能力。通过结合拍照暗箱装置和色值分析软件(Thing Identify),实现了基于智能手机的H₂O₂可视化检测,并成功用于实际水样检测。开发的智能手机可视化比色检测方法具有操作简便、成本低等...     

基于硫代黄素T诱导G-四联体构成的生物传感器检测铅离子

硫代黄素T(ThT)荧光分子在自由状态下荧光强度很弱, 通过在Tris-HCl缓冲液中加入Pb²⁺的适配体即富含G的DNA序列, 可与ThT荧光分子形成G-四联体结构, 使荧光信号迅速增强; 向溶液中加入Pb²⁺, Pb²⁺与其适配体有很好的结合特异性, 可生成更牢固的G-四联体结构, 使ThT分子被释放出来, 导致溶液的荧光强度降低, 基于此可检测溶液中的Pb²⁺离子. 实验中优化了缓冲溶液组成、 ThT荧光分子浓度、 Pb²⁺适配体浓度及反应时间等条件. 结果表明, 在10 mmol/L Tris-HCl(pH=8.3, 含2 mmol/L MgCl₂)缓冲溶液中, ThT荧光分子和Pb²⁺适配体的浓度分别为10 μmol/L和200 nmol/L, 反应10 min时, 随着溶液中Pb ²⁺浓度的增加, 荧光强度减弱. Pb²⁺浓度在20~1000 nmol/L范围内时, 荧光强度与Pb²⁺的浓度呈现良好的线性关系(R²=0.9941), 检出限为1 nmol/L. 实际水样测试结果表明, 该方法的回收率在98.8%~101.3%之间. 该传感器灵敏、 快速、 无需化学修饰荧光分子且成本低.     

水体中壬基酚光降解机理研究

在模拟太阳光条件下, 通过测定光解过程中壬基酚(NP)残留率和中间产物, 考察了溶解氧(DO), H₂O₂, NO₃^-及Cl^-对水体中NP光解的影响, 并推测了降解途径. 结果表明: DO浓度越低NP降解越慢, 产物有4-壬基-邻苯二酚、壬醇、壬醛和壬酸, 其中以壬酸为主, 推测NP在 O₂^·-作用下, 生成邻酚, 再发生共轭加成. H₂O₂, NO₃^-的添加显著加快NP降解速率, 产物有碳链缩短(2～8碳)的酚、4-壬基-邻苯二酚、壬醇、壬醛、壬酸, 其中以壬醛为主, H₂O₂, NO₃^-在光照下生成·OH, ·OH进攻NP电子云较集中的位置, NO₃^-吸收光同时产生·NO₂, 检测到2-硝基-4-壬基酚. 在H₂O₂存在下, Cl^-的添加对NP降解先促进后抑制, 并检测到壬酰氯, 推测·OH与Cl^-共存, 形成Cl₂^-参与反应, 氯代产物的前驱体可能是壬醛.     

吡啶二羧酸修饰的稀土嵌入碲钨酸盐的合成及电化学生物识别性质

在乙酸钠水溶液中, 采用微波加热一步自组装策略合成了一系列罕见的2,6-吡啶二羧酸修饰的稀土嵌入Keggin型碲钨酸盐(PTEA)₇H₃K[RE₂(B-α-TeW₉O₃₃)₃W₃O₅(H₂O)₃(HDPA)]·22H₂O[RE=Ce³⁺(1), Pr³⁺(2), Nd³⁺(3), Sm³⁺(4); H₂DPA=2,6-吡啶二羧酸; PTEA=质子化的三乙醇胺]. 化合物1~4的聚阴离子由3个三缺位Keggin型 [B-α-TeW₉O₃₃]^8-构筑块通过1个{RE₂W₃O₅(H₂O)₃(HDPA)}¹³⁺异金属簇连接而成. 该异金属簇中, 2,6-吡啶二羧酸作为四齿配体与2个稀土离子(RE1和RE2)配位形成平面三杂环结构, 且RE1和RE2所在平面与W2, W2A, W16形成的平面互相垂直. 此外, 化合物1可与羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT)复合形成1-CMWCNT复合材料. 该复合材料可以作为电极材料构建电化学生物传感器, 用于检测特定的DNA序列.     

Ag和Pd及其离子对TiO2光催化分解CH3CHO的影响

当用能量大于其禁带宽度的光照射通有氧气的TiO₂悬浮液时,在TiO₂微粒表面会产生反应活性很高的空穴和O₂^-、H₂O₂等多种活性氧.在上一篇文章中^[1]我们已报道了在通氧气和紫外光照的条件下,向TiO₂悬浮液中加入少量Ag⁺或Pd²⁺,将会大幅度提高体系中H₂O₂的生成量.另外,蔡汝雄等人也曾通过向TiO₂悬浮液中加入SOD的方法来提高其中H₂O₂的生成量^[2],而且证明了H₂O₂生成量的增多有助于杀死子宫癌细胞^[3].另一方面,利用TiO₂光催化来分解处理工业废水中的有机物已多见报道^[4～7].因此,为考察H₂O₂含量的增加是否有助于TiO₂催化分解有机物,我们以CH₃CHO为氧化对象,测定了经Ag和Pd表面修饰以及直接向悬浮体系添加Ag⁺或Pd²⁺离子前后,TiO₂光催化氧化分解CH₃CHO效率的变化,并对氮气和氧气气氛的实验结果进行了测定和比较.     

分子内裂分G-四链体脱氧核糖核酸酶用于Hg2+的特异性定量检测

G-四链体DNA酶是由核酸G-四链体与氯化血红素(Hemin)结合后形成的一种具有过氧化物酶活性的人工酶,利用这种DNA酶,可进行多种化学及生物传感器的设计。为提高G-四链体DNA酶类Hg2+传感器的选择性,本研究在传感器的设计过程中引入了分子内裂分G-四链体,即将形成G-四链体的富G序列拆分成两部分,分别放置在Hg2+探测序列的两端。在无Hg2+存在时,部分富G序列被包埋在某一分子内二倍体结构中,无法形成G-四链体。而在Hg2+存在下,Hg2+对T-T碱基错配的稳定能力可以促使Hg2+探测序列形成分子内二倍体结构,并伴随着原有分子间二倍体结构的破坏及分子内裂分G-四链体的生成。利用生成的裂分G-四链体与Hemin作用后检测体系酶活性的提高,实现Hg2+传感器的设计。利用该传感器,可在50～500 nmol/L及2.0～7.5μmol/L两个浓度范围内实现Hg2+的定量检测,检出限为47 nmol/L。由于裂分G-四链体DNA酶的使用强化了传感器对Hg2+的依赖性,极大地提高了设计的Hg2+传感器的选择性。对实际水样的加标回收结果显示,回收率为97.5%～104.5%,证明此传感器可以满足实际水样中痕量Hg2+的分析要求。     

利用对G-四链体环部的构型调节进行传感器的设计

对鸟嘌呤碱基G重复序列之间连接环结构对G-四链体形成的影响进行了研究。发现在连接环较长,DNA链不易形成G-四链体的情况下,可以通过将环序列设计成双链结构的方式促进G-四链体的重新形成。这就为传感器的设计提供了一个新途径,即可以利用目标分子对环部双链的调节作用控制G-四链体DNA酶的活性。为证明这一点,在双链区域引入T-T碱基错配,破坏双链结构使DNA链不能形成G-四链体。Hg2+对T-T错配的稳定作用可以促进双链结构的形成,DNA链重新折叠成G-四链体,得到的G-四链体与氯化血红素(Hemin)结合后形成具有过氧化物酶活性的G-四链体DNA酶,据此构建了Hg2+传感器。利用此传感器可在10~700 nmol/L范围内实现Hg2+的定量检测,检出限为8.7 nmol/L。在此基础上,利用半胱氨酸可以将Hg2+从T-Hg2+-T碱基对上竞争下来的能力,设计了一种半胱氨酸的检测方法。此方法可以在20~600 nmol/L范围内实现半胱氨酸的定量检测,检出限为14 nmol/L。     

光照下自然水体生物膜产生H2O2及其对十二烷基苯磺酸钠降解的影响

通过模拟实验研究了不同活性的自然水体生物膜在光照条件下生成过氧化氢(H₂O₂)的反应. 并研究了光照对自然水体生物膜体系中十二烷基苯磺酸钠(SDBS)降解的影响, 结合无生物膜H₂O₂溶液中SDBS的降解实验, 验证了H₂O₂对SDBS降解的作用. 结果表明, 具有生物活性的生物膜可以生成H₂O₂, 而无活性和光合作用受到抑制的生物膜则不能生成H₂O₂; 光照条件下, 生物膜体系中SDBS的降解量明显高于无光照条件下的; 光照和Fe²⁺对H₂O₂降解SDBS有促进作用.     

基于G-四链体-血红素和链式放大反应的基因检测传感器的构建

该文以特殊设计的DNA序列为捕获探针,以G-四链体-血红素复合物作为信号分子,利用链式反应实现目标DNA的灵敏检测。在目标DNA存在时,捕获探针与目标DNA相互识别,同时目标DNA能与辅助探针发生连续的链式反应,从而在电极表面引入大量G-四链体结构。血红素存在下,G-四链体可与血红素结合形成具有很强电化学信号的G-四链体-血红素复合物。用差分脉冲伏安法(DPV)扫描得到的电化学信号与体系中的目标DNA浓度存在对应关系,从而实现对目标DNA的检测。在各组分浓度最适的情况下,电流响应值与目标DNA浓度在0.01～10 pmol/L内具有良好的线性关系,检出限可达8 fmol/L。该传感器灵敏度高、特异性好,具有良好的应用前景。     

具有过氧化物酶活性的Imm-Fe3+-IL的制备及用于比色法测定H2O2和葡萄糖

通过溶胶-凝胶法制备的Imm-Fe³⁺-IL纳米材料具有类过氧化物酶的活性,能够催化过氧化氢(H₂O₂)快速氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)产生相应的颜色变化。 稳态动力学分析表明,Imm-Fe³⁺-IL纳米材料遵循典型的Michaelis-Menten模型和乒乓机理。 辣根过氧化物酶(HRP)相比,Imm-Fe³⁺-IL纳米材料纳米材料具有更强的亲和性。 联合葡萄糖氧化酶建立了H₂O₂和葡萄糖的比色检测方法。 结果显示:H₂O₂和葡萄糖的浓度与反应体系的吸光度呈良好的线性关系,H₂O₂的线性范围为1~200 μmol/L,葡萄糖的线性范围为10~200 μmol/L,最低检出限(LOD)分别为0.35和3.31 μmol/L。     

借助手持技术探究外界条件对三价铁离子催化过氧化氢分解的影响*

针对FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂实验中出现的异常现象,借助手持技术并运用控制变量方法分别探究了反应物及催化剂浓度、溶液pH、Cl^-效应等因素对Fe³⁺催化H₂O₂分解速率的影响,探寻FeCl₃溶液催化分解 H₂O₂溶液的最佳实验条件。     

基于热解ZIF-8的氮掺杂碳电化学氧还原合成过氧化氢催化剂

氧气的两电子还原反应(2e-ORR)是绿色、安全的H₂O₂合成路线. 本工作以Zn²⁺和2-甲基咪唑合成的沸石型咪唑酸框架-8 (ZIF-8)为前驱体, 通过高温热解炭化, 利用ZIF-8中的锌在高温下的可挥发性, 制备了非金属氮掺杂石墨化多孔碳材料(p-ZIF), 系统考察了ZIF-8热解炭化温度(900、950和1000 ℃)对催化剂结构和2e-ORR催化性能的影响. p-ZIF不仅保留了ZIF-8规整的菱形十二面体形貌, 而且氮含量高, 拥有高的比表面积和多级孔结构. 在酸性条件下的2e-ORR反应中, 三个p-ZIF催化剂均显示了较低的过电位和较低的Tafel斜率, 而且稳定性良好. 其中在H₂O₂选择性最高的p-ZIF-950催化剂上, 过电位为86 mV, H₂O₂选择性最高可达89.2%. 在6 h恒电位反应中, p-ZIF-950催化剂能够以87 mmol•g_cat^-1•h^-1的恒定速率产生H₂O₂. 根据多种表征结果, 推测p-ZIF催化剂的孔径尺寸和石墨N含量是影响其2e-ORR催化性能的主要因素.     

负载型铼催化剂体系与甲醇选择氧化性能的关系

以铼酸铵为前驱体,制备了氧化物负载型铼催化剂并研究其甲醇选择氧化反应的催化性能.结果表明,Fe₂O₃和V₂O₅等氧化物负载型铼催化剂表现出很高的甲醇选择氧化制备二甲氧基甲烷的催化性能,选择性可达90%～94%(摩尔分数).选择氧化反应活性与铼担载量有关.在α－Fe₂O₃担载的铼催化剂中,以担载质量分数为1%～3%铼的催化剂活性最高[450mmol/(h·gRe)],而高于3%的铼担载量,单位铼催化活性逐渐下降.XRD,XPS和脉冲反应等结果表明,铼酸铰负载于α-Fe₂O₃载体上,并于He气氛中焙烧后,所得表面铼物种与担载量有关,当低于单层担载量时以Re⁶⁺占主导,而高于单层担载量时则Re⁶⁺与Re⁴⁺物种共存.     

基于钒酸铈纳米酶检测葡萄糖和总抗氧化能力的研究

以精氨酸(Arg)取代乙二胺四乙酸(EDTA)作为稳定剂,采用水热法合成了钒酸铈(CeVO₄)纳米酶。稳定剂的改变使得CeVO₄纳米材料的形貌从纳米棒转变为纳米粒子,同时,CeVO₄中Ce^Ⅲ和Ce^Ⅳ比值改变使得纳米酶活性由较强的类超氧化物歧化酶(SOD)转变成较强的类过氧化物酶(POD)。在3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)和过氧化氢(H₂O₂)反应体系中,CeVO₄纳米粒子催化H₂O₂产生羟基自由基(·OH),·OH氧化TMB,使溶液由无色变为蓝色,证明其具有较强的类POD活性。基于CeVO₄纳米酶的类POD活性,建立了检测H₂O₂和葡萄糖的比色传感平台,H₂O₂和葡萄糖响应的线性范围分别为10～1500μmol/L和10～120μmol/L,检出限(...