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。     

基于二硫化钼纳米片类过氧化物酶活性比色法测定尿酸

采用一步水热法制备具有类过氧化物酶活性的MoS₂纳米片,并基于MoS₂纳米片可催化H₂O₂氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)生成蓝色氧化产物(ox-TMB)的原理,建立了测定H₂O₂浓度的分析方法。在pH 3.7、温度35℃、MoS₂浓度1.0μg/mL及孵育时间40 min的条件下, ox-TMB的吸光度随H₂O₂浓度的升高而增大。基于H₂O₂是尿酸氧化酶催化尿酸氧化的产物之一,建立了MoS₂纳米片催化H₂O₂氧化TMB间接测定尿酸的分析方法。在2.5～40μmol/L和40～100μmol/L范围内,检测体系的吸光度与尿酸浓度呈良好的分段线性关系,方法在低浓度区间的检出限为0.093μmol/L,应用于血清和尿样中尿酸的测定,回收率为92.6%～102.0%。     

废虾壳衍生多孔碳纳米酶的制备及用于比色检测自来水中过氧化氢

以废虾壳为碳源，通过惰性气氛高温碳化法制得废虾壳衍生的多孔碳纳米酶，并将其作为一种类过氧化物模拟酶用于比色检测自来水中的H₂O₂。所制备的碳纳米酶呈无定型多孔结构，且催化活性类似天然辣根过氧化物酶。考察了反应体系中各参数对类过氧化物酶催化活性的影响。在最优条件下，废虾壳衍生多孔碳纳米酶比色分析H₂O₂的线性范围为0～200μmol/L，线性相关系数R²=0.9772，检出限为0.59μmol/L。建立的方法可用于快速分析自来水中的H₂O₂。     

GOx@Fe3O4-HNTs微囊反应器的构筑及多酶级联催化性能

细胞内或细胞间的微空间使得生物体内的各种酶促反应能够高效有序地进行.基于此,本文结合天然酶-纳米酶二者的优势,构筑了一种模拟体内酶促级联反应的微囊反应器.首先,以天然硅铝酸盐矿物埃洛石纳米管(HNTs)为载体,在其表面原位生成具有类辣根过氧化物酶活性的四氧化三铁(Fe₃O₄);随后,将其作为囊壁材料封装天然葡萄糖氧化酶(GOx),构筑GOx@Fe₃O₄-HNTs微囊反应器.当向体系中加入葡萄糖时,微囊反应器内的GOx先将葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢(H₂O₂),之后H₂O₂继续被囊壁中的Fe₃O₄催化转化为羟基自由基,触发底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色.其中,Fe₃O₄-HNTs作为囊壁材料不仅使囊内GOx免受外界环境干扰,还可与GOx构建级联催化反应体系,这种酶-纳米酶微囊化级联体系具有比天然酶系统更优...     

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。     

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。     

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...     

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...     

耐硫甲烷化中H2S浓度对MoO3/Al2O3和CoO-MoO3/Al2O3催化剂的影响

在0 到12 mL·L^-1 (体积分数φ=0.00%-1.20%) 范围内考察了不同H₂S 浓度对25% (质量分数, w)MoO₃/Al₂O₃和5% (w) CoO-25%MoO₃/Al₂O₃催化剂甲烷化性能的影响. 结果表明, 5%CoO-25%MoO₃/Al₂O₃的甲烷化活性随H₂S浓度的增加单调上升, 而25%MoO₃/Al₂O₃对H₂S浓度并不敏感. 对比这两种催化剂发现, 只有在H₂S浓度高于0.40% (φ) 时, 在25%MoO₃/Al₂O₃中添加Co助剂才会有促进作用; H₂S浓度低于0.40% (φ)时, Co助剂会抑制25%MoO₃/Al₂O₃催化剂的甲烷化活性. 分别对反应前后的催化剂表征发现, H₂S浓度的改变不会对两种催化剂的物理结构产生明显的影响, 而是通过影响催化剂表面的金属硫化物活性位来影响催化剂的甲烷化性能. 耐硫甲烷化反应体系中较高的硫含量下Co助剂才表现出对25%MoO₃/Al₂O₃催化剂的促进作用. 该研究明确了在MoO₃/Al₂O₃催化剂中添加Co助剂的硫化氢浓度范围, 为工业上选择合适的催化剂提供了依据.     

Novel Approach for the Decoration of Magnetic Carbon Nanospheres with Platinum Nanoparticles and Their Enhanced Peroxidase Activity for the Colorimetric Detection of H2O2

Pt/Fe3O4-DIB-DETA-CNS(PFDDC)nanocomposite(DIB=2,4-dihydroxybenzaldehyde;DETA=diethylenetfiamine;CNS=carbon nanosphere)was synthesized by dispersing Pt nanoparticles on magnetic carbon nanospheres. The structure,morphology and composition of the nanocomposite were studied by X-ray diffraction(XRD),transmission electron microscopy(TEM),energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDX)and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). In addition,the nanocomposite showed superior peroxidase-like activity towards 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine(TMB) with a visual color change in the presence of hydrogen peroxide(H2O2).Therefore,the PFDDC nanocomposite provides a sensing platform for the colorimetric detection of H2O2 with high sensitivity and selectivity.Furthermore,the nanocomposite can be conveniently preserved and separated.These features enable the nanocomposite to colorimetrically detect H2O2 for potential pharmaceutical,environmental and industrial applications.     

Colorimetric Detection of Glucose Using WO3 Nanosheets as Peroxidase-mimetic Enzyme

In the present work, WO₃ nanosheets(WO₃ NSs) were prepared by a facile method at room temperature. The obtained WO₃ NSs showed peroxidase-like activity, which could catalyze 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine(TMB) to form a blue oxidation product(ox TMB) in the presence of H₂O₂. Based on this, convenient and sensitive colorimetric methods for the detection of H₂O₂ and glucose were established. The linear ranges for detecting H₂O₂ and glucose were 1-200 μmol/L and 1-100 μmol/L, respectively. The limits of the detection of H₂O₂ and glucose were as low as 0.79 and 0.96 μmol/L, respectively. This method was also successfully applied to the detection of glucose in urine samples. The detection result was consistent with that of the value detected by the clinical method, indicating the potential in clinical diagnosis and biomedical detection.     

Palladium Nanoparticles/Graphdiyne Oxide Nanocomposite with Excellent Peroxidase-like Activity and Its Application for Glutathione Detection

In this study, palladium nanoparticles loaded graphdiyne oxide (Pd/GDYO) nanocomposite were fabricated by in-situ reduction of palladium chloride in the dispersion of GDYO, and characte-rized by Raman spectra, transmission electron microscopy, X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The synthesized Pd/GDYO was first found to have catalytic activities similar to those of the peroxidase enzyme, which can catalyze the oxidation of peroxidase substrate 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine(TMB) in the presence of hydrogen peroxide(H₂O₂). Steady-state kinetic studies showed that the catalytic reaction of Pd/GDYO follows a ping-pong mechanism, and Pd/GDYO has a stronger activity to TMB with a Michaelis constant(K_m) value of 5.32×10^-4 mmol/L. Based on the shielding effect of glutathione(GSH) on the Pd/GDYO-H₂O₂-TMB reaction system, a colorimetric detection method for GSH was deve-loped with a wide linear range from 0.1 μmol/L to 40 μmol/L and a limit of detection of 0.1 μmol/L. The method was successfully applied for fast and accurate detection of GSH in injection powder drugs. It was expected that this peroxidase-like Pd/GDYO nano- composite would have wide applications in the fields of biomedicine and environmental chemistry.     

多组分纳米纤维体系中载流子动力学的有效级联调制及其高效光催化产氢性能研究（英文）

利用半导体作为催化剂,将水光催化还原为H₂,为缓解全球能源危机以及环境污染问题提供了一种经济环保的途径。优化调控载流子动力学行为对提高半导体光催化分解水还原为绿色燃料-H₂的活性具有十分重要的意义。目前,基于半导体异质结效应或局域表面等离激元共振的敏化过程来设计和调控半导体基异质结构体系已成为调控载流子动力学行为的一种经典策略。然而,通过精细设计异质结构,合理耦合上述敏化过程,实现载流子动力学的级联调制,从而获得高效的光催化产H₂活性仍然任重道远。在本文中,我们通过原位氧化(g-C₃N₄的剥离和Ag₂S)和还原(Ag)反应,将等离激元Ag纳米颗粒(NPs)和两种不同的半导体Ag₂SNPs和g-C₃N₄纳米片(NSs)组装在电纺TiO₂纳米纤维(NFs)中,形成了一种新型四元异质组分纳米纤维(HNFs)体系。结合时间分辨光致发光光谱,3D时域有限差分模拟以及对照实验,我们...     

V_2O_5/Ti-Ce-PILC在H_2S选择性催化氧化过程中的催化性能

合成了TiO_2-CeO_2柱撑黏土负载V_2O_5催化剂,通过XRD、氮气吸附脱附、TG、FT-IR、H_2-TPR、NH_3-TPD、XPS等方法对其物理化学性质进行了表征,研究了该催化剂在H2S选择性催化氧化反应中的活性。结果表明,负载5%V_2O_5的TiO_2-CeO_2柱撑黏土在180℃下催化效果最好,且尾气中不含SO_2。V_2O_5、TiO_2和CeO_2之间的相互作用提高了催化剂的活性,CeO_2提高了催化剂的热稳定性,同时提供大量晶格氧,加强了V_2O_5的氧化还原作用,降低了反应温度;TiO_2加强了VO_x和CeO_x的再氧化,降低了硫酸盐的覆盖率,从而降低了催化剂的失活速率。     

Ag/Ag_3PO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的合成与再生及其可见光下的光催化性能(英文)

研究了用离子交换沉淀法制备的Ag/Ag3PO4/g-C3N4的可见光光催化性能及再生方法.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了结构特性分析.XRD结果显示再生后催化剂的结构未发生改变.FESEM及UV-Vis分析结果说明催化剂由Ag3PO4与g-C3N4复合而成.XPS分析结果表明催化剂表面出现少量的银单质.利用可见光(λ420nm)照射下的苯酚降解实验评价了样品的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测.研究表明,Ag/Ag3PO4/g-C3N4的光催化活性明显高于纯Ag3PO4及纯g-C3N4,主要原因归结为单质银、Ag3PO4及g-C3N4的协同效应.经过氧化氢和磷酸氢铵钠(NaNH4HPO4)的再生可完全恢复催化剂的活性,这表明该绿色环保的再生方法可实现Ag/Ag3PO4/g-C3N4催化剂在环境中的实际应用.     

MFI型分子膜的制备与H2S/CH4分离性能

采用二次生长法在多孔α-Al₂O₃载体上制备MFI型（ZSM-5和silicate-1）分子筛膜;通过XRD和SEM检测,证明所合成的分子筛膜为致密、交联和无取向的MFI型分子筛膜,厚度为5 μm;单组分气体渗透实验检测中,所制备样品膜的N₂渗透量均小于10^-11 mol/（m²·s·Pa）,可认为其无缺陷;同时,考察了样品分子筛膜对H₂S/CH₄混合气的分离效果,在渗透压分别为0.3和0.5 MPa时,silicate-1分子筛膜的H₂S/CH₄的分离因子分别为1.99和4.44,而ZSM-5分子筛膜的CH₄/H₂S的分离因子分别为6.71和12.85。     

硫化氢对钴改性活性焦脱除煤气中汞的影响机理

采用等体积浸渍煅烧法制备钴改性活性焦(Co-AC),并采用BET、XRD等分析手段进行表征。 利用固定床吸附实验台,研究了模拟煤气(N₂、H₂、CO、H₂S)气氛下汞的吸附特性,重点关注H₂S对汞吸附的影响。 结果表明,5%负载量的Co-AC在120 ℃和H₂S作用下具有优异的脱汞能力,2 h内平均脱汞效率高达97.8%。 此外基于密度泛函理论,首先计算了H₂S、HS及S在Co₃O₄(110)表面的吸附能及键长,通过比较H—S键键长的变化得出H₂S会逐步解离成HS与S,然后将优化后的S-Co₃O₄(110)作为Hg的吸附基底,研究其吸附特性,得出Hg与S反应生成稳定的HgS,吸附能为-3.503 eV,证明了汞的吸附遵循Eley-Rideal机制。 Co-AC吸附剂在高温下脱汞性能受到极大的抑制,因为随吸附温度升高,表面活性硫的减少及硫和汞的反应平衡常数下降显著,导致汞的脱除能力下降。 本文采用了实验加模拟的手段,探明了H₂S存在时Hg⁰在钴基吸附剂表面的反应机理,为协同脱除煤气中的H₂S和Hg⁰提供了理论指导。