基于碳酸锰纳米氧化酶活性调控比色检测谷胱甘肽

纳米氧化酶是一类具有类似天然氧化酶催化特性的纳米材料.调控纳米氧化酶的催化活性在生物传感和临床诊疗等应用领域具有重要意义.本文通过一步水热法制备了具有高效类氧化酶活性的碳酸锰纳米颗粒(MnCO₃NPs),其能够快速催化溶解氧产生活性氧自由基,从而催化氧化无色底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)发生显色反应,其蓝色氧化态产物(ox TMB)在652 nm波长处展现出特征吸收峰.进一步研究发现,在该显色体系中加入谷胱甘肽(GSH)后MnCO₃NPs催化氧化TMB的反应受到抑制,蓝色产物ox TMB的生成减少, 652 nm处的吸光度减弱且与GSH的浓度在一定范围内呈线性关系.基于该原理,本文构建了一种基于MnCO₃NPs类氧化酶活性调控比色检测GSH的新方法,并成功将其用于血清中GSH含量的测定.借助智能手机的拍照和色度分析功能,本文还开发了一种利用智能手机作为检测终端的便携式分析方法用于GSH的检测,该方法有望进一步扩展到床边检测与疾病诊断.     

基于谷胱甘肽抑制纳米金催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺与过氧化氢反应比色检测谷胱甘肽

采用具有类似过氧化物酶活性的金纳米粒子(AuNPs)催化四甲基联苯胺(TMB)-H2O2反应,氧化产物(oxTMB)被谷胱甘肽(GSH)还原成TMB,导致吸光度下降,颜色由蓝色变为无色。利用上述现象,设计了一种超灵敏检测谷胱甘肽的比色传感器。在10 pmol/L~10μmol/L范围内,吸光度随GSH浓度呈良好的线性降低关系,检出限为7.5 pmol/L。该方法可以定量检测人血清中的谷胱甘肽。     

Ce-MOF材料的合成及其在抗坏血酸检测中的应用

本文以对苯二甲酸(H₂BDC)和硝酸铈铵(Ce(NH₄)₂(NO₃)₆)为原料合成了具有UIO-66结构的铈基金属有机框架(Ce-MOF)材料。该Ce-MOF可模拟氧化酶活性催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)氧化生成蓝色的氧化产物(oxTMB),同时在650 nm处出现特征吸收峰。抗坏血酸(AA)能够抑制生成oxTMB的氧化反应，从而使体系蓝色减弱，且650 nm处的吸光度随着AA的浓度增加而降低。实验结果显示，在优化后的pH条件下，显色体系在650 nm处的吸光度与AA浓度在0.01～0.6 mmol/L范围内呈现出良好的线性关系，检出限低至0.007 mmol/L,可用于AA的低成本、高灵敏和快速检测。     

基于金属有机多面体的可视化检测方法的构建及应用

结合金属有机多面体的高催化活性和抗坏血酸的还原性建立了一种简单、高灵敏的抗坏血酸(AA)可视化检测方法。采用铜离子-有机多面体纳米棒(Copper metal-organic polyhedra nanorods,Cu-MOP)作为类辣根过氧化物酶,在H₂O₂存在下,Cu-MOP催化氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB),检测液中存在的AA使Cu-MOP中的Cu²⁺还原,类辣根过氧化物酶催化活性大大降低,抑制Cu-MOP对TMB的催化氧化,因此,可以利用检测液颜色及其吸光度实现对AA的特异性检测。AA的浓度在1.0～30.0μmol/L及40.0～200μmol/L范围内与体系452 nm的吸光度(A_{452 nm})呈线性关系,检出限(S/N=3)为0.68μmol/L。本方法简单、快速、无需复杂仪器,将其应用于药品中AA的测定,结果令人满意。     

基于CuS负载Pt纳米花的类过氧化物酶活性抑制检测银离子

制备了CuS负载的Pt纳米花(CuS-Pt)并研究了金属离子对其类过氧化物酶活性的影响。CuS-Pt纳米花能高效地催化H₂O₂氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)使反应溶液由无色变为深蓝色,在652 nm处产生一个明显的吸收峰。研究发现,众多金属离子中只有Ag⁺能够有效抑制CuSPt纳米花的类酶催化活性,从而使溶液颜色变浅并在652 nm处产生减色效应。在一定浓度范围内,这种抑制作用与Ag⁺浓度呈现良好的线性关系。基于该原理构建了一种检测Ag⁺含量的比色分析新方法,检测线性范围为200～600 nmol/L,检出限为50 nmol/L。该方法可应用于实际样品中Ag⁺含量的测定。     

基于核酸适配体的纳米金比色法快速检测维吉霉素M1

基于核酸适配体的特异性以及纳米金比色法的高灵敏性，建立了维吉霉素M₁(VGM M₁)的可视化检测方法。在优化条件下，适配体和纳米金体系在656 nm和522 nm处的吸光度比值(A_{656 nm}/A_{522 nm})与VGM M₁的质量浓度呈线性关系，其线性回归方程为A_{656 nm}/A_{522 nm}=0.4986c+0.1969，线性相关系数R²为0.9849。对牛奶样品进行加标回收实验，回收率在97.2%～103.1%之间，相对标准偏差(RSD)在4.3%～8.2%之间。本方法可用于实际样品中VGM M₁的快速检测。     

石墨相氮化碳光诱导活化辣根过氧化物酶及其比色免疫分析应用

基于石墨相氮化碳(g-C₃N₄)在可见光(λ≥400 nm)照射下可激活辣根过氧化物酶(HRP),使HRP能够催化氧化特征底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB),设计了一种新型夹心型免疫传感器,用于高灵敏检测甲胎蛋白(AFP)。此夹心型免疫传感器利用附着于微孔板上的一抗(Ab₁)捕获目标物AFP,然后与HRP和二抗(Ab₂)共同标记的金纳米颗粒(Ab₂-AuNPs-HRP)反应,并结合酰胺放大技术(TSA),增大表面固定的HRP的量,实现信号放大。加入g-C₃N₄后,在可见光照射下,HRP的活性被激发,TMB被氧化后的信号(即652 nm处的吸光度)与AFP的浓度在0.5 pg/mL～0.1μg/mL范围内呈线性关系,检出限(LOD,S/N=3)为0.17 pg/mL。本研究构建的新型免疫传感器具有灵敏度高、选择性好、使用方便等优点,在实际样品测定中具有潜在的应用价值。     

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(...     

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...     

铈基与钴基Co3O4-CeO2氧载体上甲烷化学链转化特性: 产物选择性控制

采用水热法制备了Co₃O₄/CeO₂(x)[x为钴铈原子摩尔比n(Co):n(Ce)=6:49:1]和Ce_1-yCo_yO_2-δ(y=0.10.4)2个系列复合氧化物, 并表征了材料的物理化学性质, 考察了这些氧化物作为氧载体参与甲烷化学链转化(化学链燃烧和化学链部分氧化)的反应性能. 结果表明, 2类复合氧化物的甲烷反应活性均明显优于单一氧化物CeO₂或Co₃O₄, 但2类氧载体上的甲烷反应产物的选择性具有明显差异. Ce_1-yCo_yO_2-δ氧载体形成了Ce-Co-O固溶体, 储氧能力明显增强, 体相晶格氧迁移速率与甲烷活化速率匹配较好, 甲烷反应产物以CO和H₂的合成气为主, 有利于甲烷的化学链部分氧化. Co₃O₄/CeO₂(x)氧载体中CeO₂与Co₃O₄之间的相互作用改善了材料的储氧能力和氧化活性, 其与甲烷反应时主要生成CO₂, 有利于甲烷化学链燃烧. 连续性化学链循环实验表明, 2类氧载体均具有较好的再生性能和循环稳定性.     

基于增强的明胶-金纳米粒子类过氧化物酶活性检测汞离子

基于Hg²⁺对明胶-金纳米粒子(G-AuNPs)类过氧化物酶活性的增强作用，构筑了一种新型的Hg²⁺传感器。G-AuNPs具有类氧化物酶活性和类过氧化物酶活性，能够催化O₂或H₂O₂氧化3,3,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)生成氧化TMB(oxTMB)的反应，在652 nm处出现紫外可见吸收特征峰。优化条件下，Hg²⁺能够增强G-AuNPs的类过氧化物酶活性，使吸收信号升高，且升高幅度与Hg²⁺浓度呈线性关系，在0～15μmol/L和15～35μmol/L范围内的线性方程分别为y=1.314+0.0135x和y=0.704+0.055x，检出限为1.65μmol/L。该传感体系对Hg²⁺具有良好的选择性，其他常见金属离子不干扰对Hg²⁺的检测。所设计传感器具有无需修饰、检测时间短、选择性好的优点，有望用于污染水现场Hg²⁺的检测。     

氟、硅掺杂对CeO2(001)表面结构及还原性能影响的第一性原理研究

使用DFT+U的方法研究了F,Si掺杂CeO₂(001)表面的结构和电子结构，分析了F,Si掺杂对CeO₂(001)表面还原性能的影响。结果表明：F,Si掺杂的CeO_1.963(001)体系中表层氧空位形成能均小于次表层氧空位形成能。CeO_1.963F_0.037(001)面的氧空位形成能比CeO_1.963(001)面的要大，而Ce_0.926Si_0.074O_1.963(001)面的氧空位形成能比CeO_1.963(001)面的要小。Si掺杂的CeO₂(001)面局部晶格发生畸变，结构变得不稳定。CeO₂(001)面的Ce 4f电子态部分占据费米能级，禁带宽度变为零，并且上下自旋电子态不对称；CeO_1.926F_0.037-sur面的Ce 4f电子态和O 2p电子态分布变得局域，费米能级处产...     

基于氧化铈纳米棒-聚乙烯醇气凝胶的模拟酶比色法检测水中氟离子

以聚乙烯醇气凝胶(PAA)为载体,水热法原位生长氧化铈(CeO₂)纳米棒,制备了CeO₂纳米棒-聚乙烯醇气凝胶模拟酶材料(CeO₂-PAAC)。PAA载体不仅提高了CeO₂纳米棒的分散性,同时也提高了材料的重复利用率。利用CeO₂-PAAC材料的氧化酶活性以及氟离子(F^-)对CeO₂纳米棒酶活性的增强作用构建了检测F^-的比色传感器。在优化的实验条件下,检测F^-的线性范围为80～4000μmol/L,检出限为63.7μmol/L (3σ),低于国际对V类地表水中F^-的限量标准。与文献报道的F^-检测方法相比,本方法的检测范围更宽。本方法具有良好的抗干扰能力和选择性,可用于环境水样中F^-的检测,加标回收率为97.1%～120.4%。     

基于对半胱胺保护的金纳米粒子催化活性的抑制检测氰根离子

利用氰根离子(CN^-)对带正电荷的半胱胺保护的金纳米粒子(cyst-AuNPs)过氧化物模拟酶催化活性的抑制,建立了一种简单、灵敏测定CN^-的比色传感方法。Cyst-AuNPs可催化过氧化氢(H₂O₂)氧化四甲基联苯胺(TMB),生成蓝色的oxTMB,最大吸收波长为652 nm。由于CN^-对cyst-AuNPs的蚀刻作用,cyst-AuNPs的催化活性减弱,导致生成的oxTMB量变少,溶液颜色变浅,652 nm处的吸光度下降,而颜色变浅和吸光度下降的程度与CN^-的浓度直接相关。基于催化体系的放大效应,此比色方法的灵敏度高,在最佳条件下,检测CN^-的线性范围为2～10μmol/L和10～140μmol/L,检出限为0.33μmol/L(S/N=3)。本方法不需要对金纳米粒子表面进行修饰,具有操作简单、成本低、结果可视化等优点,具有潜在的实际应用价值。     

脂质体@Ag/Au中空纳米壳层材料的制备及与H2O2的作用

以脂质体作为模板, 通过化学还原法制备了脂质体@Ag/Au 中空纳米材料, 并研究了其与过氧化氢(H₂O₂)的作用. 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和表面增强拉曼光谱(SERS)对纳米材料进行了表征. 在过氧化氢和纳米材料存在的情况下, 加入3,3 ',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)作为显色液, 无色的TMB被氧化成蓝色的氧化TMB(oxTMB), 可以检测到反应后oxTMB在652 nm处的特征吸收强度及其拉曼光谱的变化. 实验结果表明, 当过氧化氢浓度在15100 μmol/L 范围内, oxTMB的特征吸收强度与其浓度呈线性关系, 可实现对过氧化氢的微量检测, 检测限为0.5 μmol/L.     

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...     

Ni/CeO2催化剂的金属-载体界面调控及其低温化学链甲烷干重整性能研究

本研究合成了四种CeO₂形貌的Ni/CeO₂催化剂(纳米棒、纳米立方体、纳米八面体和纳米多面体),并探讨了催化剂低温化学链甲烷干重整反应的结构依赖性。材料表征表明,Ni物种高度分散在CeO₂载体表面,部分Ni离子进入CeO₂晶格,从而引起氧空位的增加。化学链干重整性能测试结果表明,棒状结构Ni/CeO₂催化剂表现出最高的还原性,具有最多氧空位和最高储氧能力。多面体状Ni/CeO₂催化剂的结构为形状不规则的约10.3 nm的CeO₂纳米单晶,具有较大的比表面积和较高的还原性,表现出低温甲烷反应活性,在550℃低温化学链甲烷干重整中显示最高的氧化还原活性和循环稳定性。本研究为设计高效的金属/CeO₂催化剂提供了一种新策略,有望促进铈基催化剂在化学链技术中应用。     

基于Co3O4纳米粒子的“串联酶”活性检测葡萄糖的表面增强拉曼光谱策略

采用一种简单的湿化学法合成Co₃O₄纳米粒子(NPs),并将其作为一种"串联酶"(同时具有类过氧化物酶和类葡萄糖氧化酶活性)用于过氧化氢(H₂O₂)和葡萄糖的表面增强拉曼散射(SERS)光谱检测。作为一种灵敏的SERS底物,在pH=4.0的NaAc缓冲液条件下,Co₃O₄NPs可以催化葡萄糖和O₂生成葡萄糖酸和H₂O₂。然后H₂O₂可以氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB),形成蓝色氧化产物氧化TMB(oxTMB),其在1188、1330、1610 cm^-1处表现出强烈的SERS信号。因此,我们开发了一种新的SERS策略来分析葡萄糖,检测限为1×10^-10mol·L^-1,表明Co₃O₄NPs具有生物传感器、免疫分析和医学研究的潜力。     

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。     

CeO2/Co3O4氧载体的制备及其甲烷化学链燃烧性能研究

制备了系列甲烷化学链燃烧用CeO₂/Co₃O₄复合氧载体,采用XRD、H₂-TPR、甲烷程序升温和恒温反应对氧载体进行了表征与评价。研究了不同CeO₂的负载量对复合氧载体的结构、氧化还原性、产物选择性的影响。结果表明,氧化铈的添加不仅降低了氧载体的初始反应温度,还延长了有效反应时间,但铈添加量过高会降低产物CO₂选择性,使甲烷向部分氧化进行。CeO₂(30%)/Co₃O₄氧载体在650 ℃经20次循环后甲烷转化率和CO₂选择性均未明显降低,表现出较高的活性和化学链循环稳定性。