酶功能化聚多巴胺包覆纳米普鲁士蓝的制备及电化学分析应用

在纳米金表面原位沉积普鲁士蓝,然后在核壳结构纳米金-普鲁士蓝的表面包覆一层易氧化聚合的多巴胺保护膜,利用多巴胺聚合表面残留的大量氨基和羟基进一步将纳米铂粒子修饰于聚多巴胺膜表面制得普鲁士蓝-聚多巴胺-纳米铂多层纳米复合材料。将此复合材料修饰于金电极表面,协同使用辣根过氧化物酶用于H_2O_2浓度的检测。结果表明:聚多巴胺的引入有效增加了普鲁士蓝的稳定性,增大了纳米铂的负载量以及辣根过氧化物酶的生物活性;由于普鲁士蓝、纳米铂和辣根过氧化物酶的多重信号放大作用,酶功能化纳米复合材料修饰电极对H_2O_2表现出良好的电还原活性。优化条件下,对H_2O_2的检测范围为2.0×10~(-7)~1.0×10~(-3)mol·L~(-1),检出限(S/N=3)为1.2×10~(-7)mol·L~(-1)。     

基于纳米颗粒构建的酶联增敏生物传感器测定水中Cd~(2+)

以Fe_3O_4磁纳米颗粒和金纳米颗粒为载体,利用抗原-抗体的特异性识别作用,构建了乙酰胆碱酯酶(AChE)酶联增敏的生物传感器,并用于测定水中Cd~(2+)含量。对Fe_3O_4磁纳米颗粒进行镉-抗原功能化,对金纳米颗粒进行镉-抗体功能化和AChE修饰,功能化Fe_3O_4磁纳米颗粒和功能化并修饰了 AChE的金纳米颗粒发生竞争性自组装形成组装体,组装体催化底物乙酰胆碱(ACh)水解产生乙酸进而引起反应体系的酸度变化,实现了 Cd~(2+)的测定。Cd~(2+) 的线性范围为0.001～10.0μg·L~(-1),检出限(3s/k)为0.24 ng·L~(-1)。在0.010,0.100,1.00μg·L~(-1)等3个浓度水平下进行加标回收试验,回收率为91.2 %～107%,测定值的相对标准偏差(n=10)为3.5%～5.4%。     

基于金磁微粒与酶标噬菌体抗体的磁分离免疫分析法

基于金磁微粒(Gold-magnetic particle)兼有纳米金颗粒与磁微粒特性的优势,以相思子毒素(Abrin)为目标物,将蛋白A(SPA)包被金磁微粒偶联多抗作为功能化捕获探针,酶标噬菌体抗体作为特异信号检测探针,建立了一种检测相思子毒素的磁分离免疫分析法。该方法的线性范围为0.008~250μg/L,相关系数(r)为0.991 0,检出限为0.008μg/L,定量下限为0.008μg/L。该方法将蛋白A-金磁微粒功能化探针与酶标噬菌体抗体探针的优势结合,提高了检测灵敏度、特异性和抗干扰能力,适用于各种环境样品中微量相思子毒素样品的分析。     

过氧化物模拟酶催化荧光反应性能的研究——FeTMPvP-HVA-H_2O_2体系

本文研究了moso-四(N-甲基-3-吡啶基)卟啉和铁的络合物作为辣根过氧化物酶的模拟酶催化过氧化氢氧化高香草酸的荧光反应的性能。拟订了用模拟酶催化测定H_2O_2和葡萄糖的荧光测定方法。其检出下限分别为1.1×10~(-7)mol/LH_2O_2和0.2μgml~(-1)葡萄糖。对血清中葡萄糖的含量进行了测定,结果令人满意。通过动力学研究,比较了该模拟酶与辣根过氧化物酶及其它模拟酶催化活性的相对大小。     

基于磁性金属有机框架化合物-适配体探针的氯霉素仿生比色传感器研究

构建了一种基于磁性金属有机框架化合物( MOF)-适配体探针的仿生比色传感器,用于食品中氯霉素残留分析。首先将氯霉素( CAP)的适配体标记到Fe3 O4磁珠上获得捕获探针,进而采用该适配体的互补链标记到铁基MOF( Fe-MOF)上作为纳米示踪剂( MOF-cDNA),将捕获探针和示踪剂杂交结合后,可获得铁磁性仿生复合探针。当氯霉素和此类探针孵育后,其与捕获探针上的适配体结合,将纳米示踪剂释放到溶液中,并经过磁分离后进入上清液。由于Fe-MOF具有过氧化物酶的性质,可以催化TMB-H2 O2系统显色,由此构建了一种高选择性的氯霉素比色传感器。在最佳反应条件下,本法对氯霉素的检测范围在0.001~10 ng/mL之间,最低检出限为0.3 pg/mL(S/N=3),实际样品的加标回收率为86.9%~93.5%,且不受其它抗生素干扰。用此方法检测牛奶样品中氯霉素的结果与商业化ELISA方法一致。此类无酶标记仿生探针具有高催化活性且成本较酶标探针大大降低;该分析方法利用磁分离简化了前处理步骤,可用于奶制品中氯霉素的快速灵敏分析。     

Ag/Fe_3O_4/rGO纳米复合材料的制备及抗菌性能

以四水合氯化亚铁和硝酸银为原料,硼氢化钠为还原剂,氧化石墨烯(GO)为载体,通过原位还原法制备了具有磁分离功能的银/四氧化三铁/还原氧化石墨烯(Ag/Fe_3O_4/rGO)纳米复合抗菌材料.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对复合材料进行了表征.结果显示,Fe_3O_4和Ag纳米颗粒均匀分布在rGO片层上.复合材料的饱和磁化率(Ms)为40.5 A·m~2·kg·(-1),表明其具有较强的磁性,将其与菌液混合后,在磁场作用下10 min即可吸附沉降完成磁分离.以大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为实验菌株,通过琼脂扩散法评价了复合材料的抗菌性能.结果表明,该复合材料具有良好的抗菌效果,对E.coli和S.aureus的抑菌圈直径分别为18 mm和13 mm,最低抑菌浓度值(MIC)分别为50 mg/L和80 mg/L,最低杀菌浓度值(MBC)分别为30 mg/L和50 mg/L.     

基于纳米自组装技术的功能化溶胶-凝胶过氧化氢生物传感器

结合功能化溶胶-凝胶(sol-gel)网络结构、自组装技术和纳米粒子效应,提出一种生物传感界面构建方法.利用自组装技术在玻碳电极表面组装氨基化sol-gel膜,通过与自组装膜间的强烈作用将纳米金粒子固定于sol-gel网络中,再通过静电吸附作用实现辣根过氧化物酶(HRP)在纳米金粒子表面的固定化,构建纳米自组装HRP传感界面.将制备的传感器用于对H2O2的催化还原,很好地保持了酶的生物活性,改善了传感器的灵敏度.     

基于羧基化聚吡咯-氯化血红素和点触发链置换反应信号放大的电化学生物传感器检测转基因作物中CaMV35S序列

为适应快速增长的转基因生物(GMOs)安全评价与管理的需求,高效、可靠的转基因检测技术研究与应用的重要性日益凸显。该文采用一步法合成了羧基化聚吡咯(cPPy)与氯化血红素(Hemin)的纳米复合物(cPPy-hemin),并以其为信号标签合成了一种DNA双链结构功能化的纳米信标(DNA-cPPy-hemin)。利用cPPy-hemin增强的模拟酶催化活性,结合点触发链置换反应(TSDR)信号放大策略,制备了一种新型电化学基因传感器用于转基因成分的灵敏检测。通过信号探针(Ps)与模板链(Ts)、辅助链(As)结合形成DNA双链体结构中的-NH2功能化cPPy-hemin,制备Ts/As/Ps-cPPy-hemin双链DNA结构的纳米信标。在目标花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)序列和燃料链(Fs)存在下,TSDR过程释放出的Ps-cPPy-hemin与固定在电化学沉积金纳米粒子修饰GCE表面上巯基化的DNA捕获探针(Cs)相结合,利用cPPy-hemin对H₂O₂的模拟酶催化产生的电信号,可实现对CaMV35S的定量检测。在最优条件下...     

CoFe_2O_4/CdS纳米复合物的制备、表征及其声催化降解有机染料污染物（英文）

在低温(200 oC)下采用一步水热分解CoFe_2O_4纳米粒子表面的镉二硫代氨基甲酸酯配合物制备了磁性CoFe_2O_4/Cd S纳米复合物,运用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、X射线能量散射谱、紫外-可见光谱、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱和振动样品磁强计对所制样品进行了表征.TEM结果表明,CoFe_2O_4/Cd S纳米复合物由几乎均一的约20nm球形纳米粒子组成.光吸收谱显示该样品的带隙为2.24 e V,很适合用于声/光催化降解有机污染物.在紫外光照射下评价了CoFe_2O_4/Cd S纳米复合物的声催化H_2O2辅助降解甲基蓝、罗丹明B和甲基橙反应活性.结果表明,该纳米复合物对这3种染料均表现出很好的声催化活性(5–9 min内完全降解).另外,比较实验结果表明,CoFe_2O_4/Cd S纳米复合物是一个比纯Cd S更高效的声催化剂.因此,纳米复合是一种非常好的提高Cd S声催化活性的手段.该CoFe_2O_4/Cd S纳米复合物表现出的磁性使其很容易从反应混合物中分离出来而重复使用.     

Au纳米簇-WS_2纳米片复合材料的合成及类过氧化物酶活性研究

通过静电组装技术制备了金纳米簇-硫化钨片纳米复合材料(Au-WS_2NCs),此Au-WS_2NCs具有优良的过氧化物酶催化活性,能有效催化H_2O_2氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)发生显色反应。考察了Au-WS_2催化NCs/TMB/H_2O_2显色反应条件对此纳米复合材料类过氧化物酶活性的影响,并进行了稳态动力学分析。实验结果表明,Au-WS_2NCs的酶催化反应遵循典型的Michaelis-Menten动力学模型。基于Au-WS_2NCs在H_2O_2存在下对TMB的催化显色反应及葡萄糖在葡萄糖氧化酶作用下可产生H_2O_2的催化氧化反应,在最优实验条件下,实现了比色法测定H_2O_2和葡萄糖,检出限分别为6.0×10~(-7)mol/L和3.1×10~(-6)mol/L,并成功用于血糖的检测。     

光谱和电化学方法研究自组装纳米簇模拟过氧化物酶

利用细胞色素c与Nafion,通过自组装方式,构建了纳米簇模拟过氧化物酶;利用电子透射显微镜、圆二色谱仪、紫外可见光分光光度仪及电化学工作站等设备测量模拟酶结构变化、酶促动力学参数以及电化学特性;在50 mmol/L Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液(pH 10.0)中,测得模拟酶米氏常数Km、催化速率及催化效率分别为2.5 μmol/L、0.069 s-1、0.028±0.005(μmol/L)-1s-1,其催化效率为天然辣根过氧化物酶的39％±5％,该模拟酶具有很好的稳定性和活性,能够替代辣根过氧化物酶.该模拟酶可以固定在功能化多壁纳米管与纳米金复合材料修饰玻碳电极上,在50 mmol/L Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液(pH 7.0)中测得模拟酶与电极之间电子迁移速度常数k8为0.65 s-1.利用循环伏安法测量模拟酶催化浓度为0.02～10 nmol/L的H2O2,其阴极峰电流随H2O2浓度增加而增大,并且得出模拟酶催化H2O2检出限为0.05 nmol/L,电化学表观米氏常数Kmapp为2.3×10-10 mol/L.     

从双金属配位聚合物到一维Ag@Co_3O_4纳米复合催化材料

以合成的双金属配位聚合物Co(MAA)_2/Ag(Ⅰ)纳米带为前驱体,制备了一维Ag@Co_3O_4纳米复合催化材料.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、粉末X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等方法对其结构进行了表征,结果表明,Ag纳米晶体和Co_3O_4纳米晶体均匀分布在Ag@Co_3O_4纳米带上.采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等方法考察了Ag@Co_3O_4纳米复合材料在亚甲基蓝(MB)染料还原反应中的催化性能,发现其具有良好的催化活性、循环稳定性及磁分离能力.     

牛血清白蛋白修饰的近红外荧光纳米金顺磁标记分子探针

以光稳定性良好、 Stokes位移大且可近红外发射的谷胱甘肽包裹纳米金(GSH-AuNPs)为发光载体, 以4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(4-NH₂-TEMPO)作为顺磁标记基团, 对构建发光-顺磁双模式传感分子探针进行了研究; 以牛血清白蛋白(BSA)为表面修饰剂, 通过调节荧光纳米金的表面状态, 改善顺磁标记微环境, 获得了基于顺磁基团识别诱导信号传导的荧光-顺磁双模式响应型分子探针. 顺磁标记BSA修饰GSH-AuNPs形成弱荧光-强顺磁复合物(GSH-AuNPs@BSA-TEMPO), 复合物中顺磁基团TEMPO经抗坏血酸还原后呈现出荧光增强和顺磁信号减弱现象, 表现出对抗坏血酸浓度相关的荧光Off-on与顺磁On-off的双模式响应.     

DNA增强金纳米颗粒过氧化物模拟酶活性检测K~+

许多纳米材料因具有与天然酶类似的催化活性而被应用于过程催化和酶促动力学分析等领域.本研究发现,当单链DNA如核酸适配子包被在金纳米颗粒表面时,金纳米颗粒的过氧化物模拟酶活性被增强,能催化更多的酶底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)生成氧化态的蓝色产物,在650 nm处出现特征吸收峰.若进一步加入能与核酸适配子结合的靶物如K+,由于靶物与核酸适配子的特异性结合形成G-4折叠而从金纳米颗粒表面脱离,导致模拟酶活性降低,溶液颜色变浅,650 nm处的吸光度值随之降低.以此为反应基础,建立了靶物K+的可视化检测分析方法.以650 nm处吸收值变化(ΔA650)对K+浓度的自然对数进行拟合,发现在1.5×10-4~2.8×10-3 mol/L范围内有良好的线性关系,相关系数(r)为0.9916.本方法有很好的选择性,同时具有较强的普适性,可应用于其他具有核酸适配体的物质检测.     

从三聚氰胺制得工业用深度脱硫的绿色纳米催化剂PMoV/Fe_3O_4/g-C_3N_4:合成与表征（英文）

采用简便的化学浸渍法制备了新型磁性可分离的纳米复合物H_5PMo_(10)V_2O_(40)/Fe_3O_4/g-C_3N_4(PMoV/Fe_3O_4/g-C_3N_4),并进行了详细的表征,采用电位滴定法测定了催化剂酸性.该PMoV/Fe_3O_4/g-C_3N_4纳米复合物在硫化物选择氧化为砜或亚砜的反应中表现出较高的催化活性;考察了在优化反应条件下,它在含硫(包括二苯并噻吩DBT)模拟油或真实石油的催化氧化反应中的催化性能;特别考察了各种含氮化合物,以及1-环和2-环芳香烃作为共溶剂对DBT脱硫效果的影响.采用外加磁场即可方便地将该催化剂从反应混合物中分离和回收.选取最好的萃取剂,通过简单的倾滤就可很容易地将剩余反应物从产物中分离出来.该纳米催化剂具有高催化活性,且容易重复使用,至少可以重复使用4次而未见催化活性明显下降.     

基于DNA四面体纳米结构探针的电化学生物传感器检测DNA甲基化

该文以DNA四面体纳米结构探针(TSP)为捕获探针,将辣根过氧化物酶标记的IgG抗体结合在纳米金颗粒表面(AuNPs-IgG-HRP)作为信号分子,构建了一种新型DNA甲基化电化学传感器。利用一步热变性法组装成TSP后,通过Au—S键固定在修饰纳米金颗粒的金电极表面,经过靶标DNA杂交、5-甲基胞嘧啶(5-mc)抗体及AuNPs-IgG-HRP结合后,用差分脉冲伏安法(DPV)进行检测。采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对修饰电极的构建过程进行电化学表征。探究了杂交时间、5-mc抗体浓度、IgG-HRP加入体积、氢醌(HQ)和过氧化氢(H2O2)浓度对传感器的影响。在最佳条件下,该传感器对甲基化DNA的线性响应范围为1.0×10-15~1.0×10-10 mol/L,检出限(S/N=3)为4.4×10-16 mol/L。该传感器具有良好的选择性和稳定性,为DNA甲基化检测提供了新方法。     

超声吸附制备均匀分散在SBA-15的S_2O_8~(2–)-Fe_2O_3纳米粒子:增强S_2O_8~(2–)-Fe_2O_3本体催化活性（英文）

摘要:酸催化剂在化学反应和化工生产中具有重要的作用.传统无机酸,如H_2SO_4,H_3PO_4和对甲苯磺酸等具有较高的催化活性,但是存在污染大、设备腐蚀严重以及催化剂不能重复使用等问题.固体酸具有酸性强、易分离、环境友好以及稳定性和重复使用性好等特点因而近年来越来越引起人们的关注.其中,SO_4~(2-)-M_xO_y固体超强酸(如SO_4~(2-)-Zr O_2,SO_4~(2-)-Ti O_2和SO_4~(2-)-Sn O_2等)因具有很好的催化性能而备受关注.相比SO_4~(2-)-M_xO_y,S_2O_8~(2-)-M_xO_y具有更强的酸性和稳定性而成为研究的重点.如何克服固体超强酸本体的低比表面积和孔容,增加其比表面积和催化活性是固体超强酸研究的热点.超声吸附法可保证所制介孔固体酸活性组分均匀分散,以及大的比表面积和更多的酸性位点.因此采用超声吸附法制备了一种新型介孔固体酸S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15.相比S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3本体、B酸和文献报道催化剂,负载30%Fe_2O_3的S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15在环氧苯乙烷甲醇醇解的探针反应中显示出很高的催化活性,反应收率为100%.S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3纳米粒子的纳米效应和SBA-15介孔结构的协同作用使S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15具有高催化活性.相比S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3本体,采用超声分散技术制备的S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15固体超强酸具有典型的介孔结构、大的比表面积和孔容,并且表面富含酸性位点.并且吡啶红外分析S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15表面富含L酸和B酸.环氧苯乙烷甲醇醇解探针反应表明,Fe_2O_3负载量为30%时,S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15的催化活性最高,优于S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3本体和已报道的布朗酸和路易斯酸等催化剂,将醇底物拓展(ROHs,R=C_2H_5-C_4H_9),S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15的催化活性也优于S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3本体.同时,S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15具有很好的重复使用性能,连续使用七次,反应收率在84.1%以上.总之,具有高催化活性、好的稳定性和经济性的S_2O_8~(2-)-Fe_2O_3/SBA-15具有广阔的应用前景.     

纳米多孔高熵合金Pt4Pd4Au4Ag3RuAl3类酶活性研究及其对抗坏血酸的检测

采用脱合金法制备了三维纳米多孔高熵合金(NP-Pt4Pd4Au4Ag3RuAl3),研究发现该材料具有很好的类过氧化物酶催化活性.用H2O2和经典比色底物3,3,-5,5'-四甲基联苯胺(TMB)对材料进行类酶活性探究,该材料具有良好稳定性并对TMB和H2 O2有很强亲和力,催化反应符合Michaelis-Menten...     

DNA调节纳米金模拟酶活性的癌胚抗原比色检测

本文构建了一个DNA调节纳米金颗粒（AuNPs）过氧化物酶模拟酶活性的比色检测方法,用于癌胚抗原的检测。将癌胚抗原的核酸适配体及其互补链通过碱基互补配对构成双链DNA,修饰在磁性微球负载的纳米金颗粒上,制备出具有可调节过氧化物酶模拟酶活性的生物探针。癌胚抗原被生物探针上的核酸适配体捕获后,在AuNPs表面形成空间位阻效应屏蔽底物,从而抑制了AuNPs的酶活性。且为了指示纳米金颗粒的酶活性,用生物探针催化氧化色源底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）显色。TMB颜色随着癌胚抗原浓度的增加而变浅,根据体系650nm处的吸光度与癌胚抗原浓度之间的反比关系实现了对癌胚抗原的测定,线性范围为2~18 ng/mL,检测限达0.375 ng/mL。此外,癌胚抗原浓度超过4.8 ng/mL时,颜色出现了可直接用肉眼判断的显著变化。为使检测更加便携,本文同时设计了倒置磁分离检测管,在管中就能完成纳米探针捕获癌胚抗原、磁分离、洗涤。最优条件下,比色检测体系回收率为99%~100%,与临床检验差异显著性分析表明,t检验低于3.182,无明显差异。     

Fe_3O_4@ZnO@YVO_4:Eu~(3+)磁-光-吸波多功能复合纳米颗粒的制备及其性能研究

结合溶剂热法和沉淀法以氨基功能化的Fe_3O_4纳米颗粒为磁核,在其表面先后包覆上ZnO层和YVO_4:Eu~(3+)发光层,制得集磁性-发光性-微波热转换性能于一体的Fe_3O_4@ZnO@YVO_4:Eu~(3+)多功能复合纳米颗粒,并对其结构和性能进行了研究.X射线衍射(XRD)分析表明,Fe_3O_4表面成功包覆上了六方晶系红锌矿ZnO和四方相YVO_4.透射电子显微镜(TEM)照片表明,所得的复合纳米颗粒具有明显的核壳结构和球形形貌,构成核的Fe_3O_4纳米颗粒的尺寸在30~40 nm,Fe_3O_4@ZnO@YVO_4:Eu~(3+)多功能复合纳米颗粒的尺寸约为50~60 nm,壳层厚度约为10 nm.磁性、荧光光谱和微波热转换特性分析表明,该复合纳米颗粒同时具有良好的发光性、较强磁性和独特的微波热转换特性,在药物传输与可控释放领域具有潜在的应用价值.