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。     

基于碳量子点过氧化物模拟酶的肌氨酸比色测定

以果皮为原料制备了水溶性碳量子点(CQDs), 透射电子显微镜分析表明其平均粒径为2.4 nm; 红外光谱分析证实CQDs表面富含含氧官能团. 所得CQDs可催化H₂O₂氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)生成蓝色氧化产物(ox-TMB). 基于上述反应, 建立了测定H₂O₂的分析方法, 在pH=3.5, 温度40 ℃, TMB浓度为1.0 mmol/L及孵育时间15 min的条件下, 当H₂O₂浓度在5.0~100 μmol/L范围时, ox-TMB的吸光度随H₂O₂浓度的升高而线 性增强, 方法的检出限为3.0 μmol/L. 鉴于H₂O₂是肌氨酸氧化酶催化肌氨酸氧化的产物之一, 建立了CQDs催化H₂O₂氧化TMB间接测定肌氨酸的分析方法. 结果表明, 当肌氨酸浓度在0.5~350 μmol/L范围内时, 吸光度 与其浓度呈良好的线性关系, 方法的检出限为0.3 μmol/L; 将该方法应用于人体尿样的测定, 回收率为94%~99%.     

二氧化铈纳米微粒过氧化物酶活性及其在葡萄糖检测中的应用

合成了一种稳定和水溶性的聚丙烯酸修饰CeO2 NPs,利用动态光散射(DLS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)进行表征.结果表明,CeO2 NPs能够催化H2O2氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)发生显色反应,表现出过氧化物模拟酶催化活性.利用Raman和顺磁共振(EPR)光谱技术研究了其催化机理.基于CeO2 NPs催化TMB变色反应对H2O2浓度的依赖性和葡萄糖氧化酶能够催化溶解氧氧化葡萄糖产生H2O2的原理,构建了一种简单、灵敏、选择性高的测定血清中葡萄糖的检测方法.在优化条件下,测定葡萄糖的线性范围为0.5~10 mmol/L,检出限(3σ)为0.1 mmol/L.对1.0 mmol/L葡萄糖进行11次平行测定,其相对标准偏差为2.4%.该方法已成功用于血清样品中葡萄糖的测定.     

磁性纳米多酶催化剂的制备及其用于葡萄糖浓度的检测

制备了一种用戊二醛交联壳聚糖包裹Fe_3O_4与葡萄糖氧化酶(GOX)的多酶催化剂(Chit-Fe_3O_4-GOX),并对其进行了表征与性能研究。待测溶液中的葡萄糖在GOX作用下产生H_2O_2,进而在具有模拟辣根过氧化物酶催化特性的Fe_3O_4的催化下产生羟基自由基,再与TMB反应显蓝色。从而通过在特定波长下吸光度与H_2O_2浓度间的关系间接得出底物葡萄糖浓度,建立了可视化检测葡萄糖含量的方法。所制得的多酶催化剂具有良好的超顺磁性,可以方便实现磁分离和回收,具有较高的催化效率。多酶催化剂的最佳使用条件是:反应温度30℃、反应时间6 h、多酶催化剂用量2 mg/mL、TMB用量3 mg/mL。吸光度与葡萄糖含量的线性关系为y=0. 0026+0. 10432x。方法可快速检测血液或者尿液中葡萄糖含量。     

金纳米簇增强的化学发光反应及在葡萄糖检测中的应用

金纳米簇(Au NCs)具有拟过氧化物酶活性,能催化鲁米诺(Luminol)与H_2O_2反应,产生增强的化学发光信号。不同于其它纳米微粒催化的Luminol-H_2O_2化学发光反应,Au NCs催化得到的是慢化学发光信号,且其信号能在10min内保持稳定。基于此反应,本文发展了简单、方便的化学发光测定H_2O_2的新方法。在优化的实验条件下,测定H_2O_2的检测限为10μmol/L。将此方法应用于葡萄糖的检测,其线性范围为10~1 000μmol/L,检测限为10μmol/L。目前一些重要的生物分子,如尿酸和乳酸等均能与相关酶反应生成H_2O_2,本方法也能进一步拓宽至这些生物分子的检测。     

Cu-MOF催化过氧化氢应用于多巴胺的检测

本文利用一种具有H_2O_2催化活性的Cu-MOF[Cu_3(BTC)_2(H_2O)_3,简称HKUST-1],构建了以邻苯二胺(OPD)为颜色指示分子的比色传感体系,实现了对H_2O_2和多巴胺(DA)的快速灵敏检测。HKUST-1起到催化H_2O_2氧化OPD的作用,反应体系能够呈现出显著的颜色变化。在优化条件下,415nm处的吸收峰强度与H_2O_2浓度呈双线性关系,线性范围分别为10~50 mmol/L和50~100 mmol/L,相对标准偏差分别为0.9947和0.9995,最低检出限为1.29mmol/L。由于DA能抑制H_2O_2氧化OPD,因此比色传感体系还可以用于快速检测DA,线性范围分别为0.25~5μmol/L和2.5~25μmol/L,相对标准偏差分别为0.9783和0.9705,最低检出限为0.262μmol/L。该项工作拓展了Cu-MOFs材料在生物分子催化和生物传感方面的应用。     

基于氮掺杂碳点的葡萄糖荧光检测

以火龙果皮为碳源,一步水热法制备氮掺杂碳点(N-CDs),透射电镜(TEM)、高分辨电镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)等表征手段证明合成的N-CDs荧光强度高、水溶性及稳定性好。在有氧条件下,葡萄糖氧化酶(GOD)可专一性地催化氧化葡萄糖产生H_2O_2,H_2O_2与Fe~(2+)之间发生芬顿反应产生羟基自由基(·OH),其能破坏N-CDs表面钝化使其荧光发生猝灭。构建的荧光探针在最优化的条件下对H_2O_2和葡萄糖的检出限分别为0.15和0.025μmol/L。将该法应用于实际样品中葡萄糖的检测,加标回收率在101.5%～116.0%之间。     

基于木瓜蛋白酶过氧化物模拟酶活性的尿酸检测

木瓜蛋白酶具有过氧化物模拟酶活性,可以催化过氧化氢氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)产生蓝色的显色反应。结合尿酸酶和木瓜蛋白酶构建了一个比色检测尿酸(UA)的新方法。其检测过程受pH、温度、TMB浓度和反应时间的影响,最优的检测条件分别为pH 3.0、温度为30℃、TMB浓度0.80 mmol/L及反应时间2 h,线性范围为20~200μmol/L,检出限2.4μmol/L。实验证实了该方法具有较好的选择性并且已经成功地应用于人血清样品的尿酸测定。     

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。     

辫状螺旋碳纳米纤维类酶活性研究及其对三聚氰胺的检测

合成了一种具有辫状螺旋结构的碳纳米纤维(CNCs),发现该碳纳米纤维具有高效的类似辣根过氧化物酶(HRP)的催化活性。以3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)和H_2O_2为底物对其类酶活性进行探究,结果显示该纳米酶具有良好稳定性且对TMB以及H_2O_2具有较强亲和力,该催化反应符合Michaelis-Menten动力学理论。同时,若在体系中加入三聚氰胺,该物质会与H_2O_2生成一种稳定的加成化合物,从而抑制TMB-CNCs-H_2O_2体系的反应,并引起反应体系中的颜色发生变化。基于以上原理,建立了一种检测三聚氰胺的新方法。体系吸光度与三聚氰胺浓度在5.0~70μmol/L范围内具有良好的线性关系,该方法灵敏度高,检出限低至1.8μmol/L。     

核壳Au@MnO2纳米粒子比色法检测硫离子

核壳Au@MnO_2纳米粒子催化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)和过氧化氢(H_2O_2)反应,生成黄色的氧化产物oxTMB,S~(2-)的引入使得S~(2-)和oxTMB反应生成TMB,导致黄色变浅。基于此原理,建立了比色法检测S~(2-)的传感器。在最佳实验条件下,溶液吸光度与S~(2-)浓度分别在0.1～10μmol/L和0.05～10 mmol/L范围内具有良好的线性关系,检出限为58 nmol/L。该方法用于自来水中S~(2-)的检测,回收率为95.1%～102.7%,相对标准偏差(RSD)小于3.1%。     

石墨烯量子点-银纳米颗粒复合物用于过氧化氢和葡萄糖比色检测

以石墨烯量子点(GQDs)为还原剂和稳定剂,在其表面原位生长银纳米粒子(AgNPs),制备了具有良好分散性的GQDs/AgNPs纳米复合物,其粒径小于30 nm.GQDs/AgNPs纳米复合物具有类过氧化物酶的催化活性,能有效催化H2O2氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)并发生显色反应.稳态动力学分析表明,GQDs/AgNPs催化动力学遵循典型的Michaelis-Menten模型,其催化机理符合乒乓机制.与辣根过氧化物酶(HRP)相比,GQDs/AgNPs纳米复合物具有更强的亲和性.基于GQDs/AgNPs的催化活性和葡萄糖氧化产生H2O2的原理,建立了H2O2和葡萄糖的比色检测方法,检出限分别为0.18和1.6 μmol/L.将本方法应用于血浆中葡萄糖的检测分析,结果与标准方法相符.     

过氧化物酶模拟酶催化荧光反应的研究(Ⅰ)——MnTPPS_4-HVA-H_2O_2体系

首次研究了meso-四(4-磺基苯)卟啉和锰的络合物(MnTPPS_4)作为过氧化物酶模拟酶对高香草酸(HVA)和H_2O_2荧光反应的催化作用,拟订了用模拟酶测定痕量H_2O_2和葡萄糖的荧光测定方法,并对模拟酶和天然酶的性能进行了比较。用MnTPPS_4测定H_2O_2和葡萄糖的灵敏度分别可以达到8.5×10~(-8)mol/L的H_2O_2和0.5μgmL~(-1)的葡萄糖。     

基于铁(Ⅲ)-方酸螯合体系的葡萄糖光谱分析

建立了一种基于Fe~(3+)-方酸螯合体系的葡萄糖可见光谱分析方法。在葡萄糖氧化酶(GOx)的催化作用下,葡萄糖被氧化为葡萄糖酸和H_2O_2,产生的H_2O_2将Fe~(2+)氧化为Fe~(3+),Fe~(3+)与方酸的螯合体系可产生灵敏的显色反应,从而建立了葡萄糖的检测方法。结果表明,所构建的葡萄糖传感器,葡萄糖在0.01~1.0 mmol/L的浓度范围内有很好的线性关系(R=0.9962),检测限为5μmol/L。与市售血糖仪相比,表现出更高的灵敏度,且在8 h内有很好的稳定性。方法可用于胎牛血清样品中葡萄糖的检测。     

石墨烯量子点功能化金纳米粒子的制备及作为过氧化物模拟酶用于葡萄糖检测

基于石墨烯量子点（GQD）的还原性,在无需外加保护剂的条件下,采用一步法成功制备了稳定性高、分散性好的石墨烯量子点功能化的金纳米粒子（GQD@AuNPs）.所制备的GQD@AuNPs有优良的过氧化物模拟酶催化活性,能够有效地催化H₂O₂氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）产生显色反应.以TMB为模型底物,研究了催化条件（温度和pH）对催化活性的影响.电子自旋共振光谱（ESR）结果表明,GQD@AuNPs与辣根过氧化物酶（HRP）类似,能有效地催化H₂O₂分解成羟基自由基（^·OH）.基于此,结合葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）作用下产生H₂O₂的原理,建立了可视化检测血清中葡萄糖含量的简便方法.在优化条件下,本方法的检测范围为2.0×l0^-6～4.0×l0^-5 mol·L^-1,检出限为3.0×l0^-7 mol·L^-1,并对实际样品进行测定,测定结果与临床结果一致.     

基于荧光共振能量转移的金纳米粒子/碳量子点荧光纳米探针检测精氨酸

利用碳量子点(CQDs)和金纳米粒子(Au NPs)间的荧光共振能量转移(FRET)效应成功实现了精氨酸的快速检测。采用一步微波辅助法合成具有优良荧光性能的碳量子点(CQDs),并对Au NPs/CQDs复合材料进行相应表征,分析了其猝灭和检测机制。对Au NPs/CQDs的添加量、p H值和反应时间进行了优化。在优化条件下,将此荧光体系用于精氨酸含量的检测,结果表明,荧光强度和精氨酸浓度在0.1~10.0μmol/L范围内呈良好的线性关系(R~2=0.993),检出限为5.8 nmol/L。采用本方法测定了葡萄汁中精氨酸的含量,回收率为105.4%~110.8%,表明本方法可用于果汁中精氨酸的实际检测。     

锆基金属有机框架纳米酶用于电化学检测过氧化氢的研究

以具有拟过氧化物酶活性的新型含锆金属有机框架(Zr-MOF)为修饰材料,以全氟聚苯乙烯磺酸溶液(Nafion)为稳定剂,使用滴涂法将材料修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备用于过氧化氢(H_2O_2)检测的无酶电化学传感器(Nafion/Zr-MOF/GCE)。采用循环伏安法和计时电流法研究H_2O_2在修饰电极上的电化学行为,结果表明:该修饰电极对H_2O_2具有良好的电催化活性,可以明显增强H_2O_2的检测电流值,在浓度为1～45 mmol/L的范围内呈现出良好的线性关系,检出限为0.1 mmol/L。该电化学传感器成功应用于牙膏中H_2O_2含量的测定。     

高灵敏检测葡萄糖的新型荧光纳米传感器

构建了一种用于高灵敏检测葡萄糖的新型荧光纳米传感器.在辣根过氧化物酶(HRP)的催化下,H2O2氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB),生成具有强吸光性质的TMB多聚体,导致1-氧-1H-非那烯-2,3-二腈(1-Oxo-1H-phenalene-2,3-dicarbonitrile, OPD)分子的荧光发生淬灭,基于此实现H2O2的定量检测,线性范围分别为0.05~0.80 μmol/L和1~10 μmol/L,检出限(3σ)为0.02 μmol/L.由于葡萄糖氧化酶(Gox)可催化葡萄糖分解产生H2O2,基于此可以实现葡萄糖分子的定量检测,线性范围分别为0.1~3.0 μmol/L和4.0~30 μmol/L, 检出限(3σ)为0.02 μmol/L.将本方法用于实际血清样品中葡萄糖的定量检测,结果与临床检测结果相符.     

基于聚多巴胺球负载Cu纳米粒子的催化作用分光光度法测定人血中葡萄糖含量北大核心CSCD

用水热法在聚多巴胺球(PDA)表面负载了Cu纳米粒子(Cu@PDA),制备了具有过氧化物酶活性的Cu@PDA复合物。此复合物能催化过氧化氢快速氧化无色还原态的四甲基联苯胺(TMB),使其转变为蓝色的氧化态TMB,其吸收峰波长为652 nm,其吸光度与过氧化氢的浓度有关。利用此催化反应结合葡萄糖氧化酶(Gox)催化经氧气氧化葡萄糖而产生过氧化氢的反应,提出了分光光度法测定血样中葡萄糖的方法。在总体积为10 mL的0.1 mol·L^(-1)磷酸盐缓冲溶液(pH 4.0)中含1.0 mg·L^(-1)Cu@PDA,4.0 g·L^(-1)Gox,0.5 mmol·L^(-1)TMB的条件下加入血样,于40℃反应10 min时,葡萄糖浓度在1.0~30.0 mmol·L^(-1)的范围内与相应的吸光度之间呈线性关系,检出限(3S/N)为0.3 mmol·L^(-1)。方法应用于人血样品的分析,所测得葡萄糖含量与医院实验室所给的值相符。     

基于聚多巴胺球负载Cu纳米粒子的催化作用分光光度法测定人血中葡萄糖含量

用水热法在聚多巴胺球(PDA)表面负载了Cu纳米粒子(Cu@PDA),制备了具有过氧化物酶活性的Cu@PDA复合物。此复合物能催化过氧化氢快速氧化无色还原态的四甲基联苯胺(TMB),使其转变为蓝色的氧化态TMB,其吸收峰波长为652 nm,其吸光度与过氧化氢的浓度有关。利用此催化反应结合葡萄糖氧化酶(Gox)催化经氧气氧化葡萄糖而产生过氧化氢的反应,提出了分光光度法测定血样中葡萄糖的方法。在总体积为10 mL的0.1 mol·L~(-1)磷酸盐缓冲溶液(pH 4.0)中含1.0 mg·L~(-1)Cu@PDA,4.0 g·L~(-1)Gox,0.5 mmol·L~(-1)TMB的条件下加入血样,于40℃反应10 min时,葡萄糖浓度在1.0~30.0 mmol·L~(-1)的范围内与相应的吸光度之间呈线性关系,检出限(3S/N)为0.3 mmol·L~(-1)。方法应用于人血样品的分析,所测得葡萄糖含量与医院实验室所给的值相符。