基于麦麸碳点的类过氧化物酶用于葡萄糖的检测

本文以炭化麦麸为原料,经回流氧化制得麦麸碳点(Wheat Bran Carbon Dots,WCDs),获得的WCDs除了具有良好的水溶性和光学性能外,还具有内在的类酶催化活性.与辣根过氧化物酶(HRP)类似,WCDs的类酶催化活性同样受到pH、温度和H2 O2浓度的影响,但是WCDs性能更稳定、廉价易得.WCDs协同...     

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.     

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。     

纳米金颗粒增强信号的电化学生物传感器用于谷胱甘肽和半胱氨酸的检测

构建了一种高灵敏检测谷胱甘肽(GSH)和半胱氨酸(Cys)的新型电化学生物传感器. 先将富含T碱基的DNA1和DNA2探针分别修饰在金电极和纳米金颗粒(AuNPs)上, 再加入Hg²⁺, 通过形成T-Hg²⁺-T结构使AuNPs结合到金电极表面. 当加入GSH(或Cys)后, GSH(或Cys)可以竞争结合T-Hg²⁺-T结构中的Hg²⁺, 使AuNPs离开电极表面. 由于AuNPs上修饰的DNA探针能够静电吸附大量电活性物质六氨合钌(RuHex), 因此该过程可引起计时电量信号的显著变化, 据此实现了GSH(或Cys)的高灵敏检测. 该传感器的检出限达10 pmol/L, 比荧光法或比色法降低了2~3个数量级. 实验结果表明, 该传感器具有较好的选择性.     

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.     

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γ-环糊精的谷胱甘肽过氧化物酶模拟物的构建及催化作用

基于对天然谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)结构与功能的理解,我们利用超分子化学的方法和原理,选择γ-环糊精为骨架,通过引入催化基团硒或碲,设计并合成了7种基于γ-环糊精的新型谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)模拟物,并采用元素分析、红外光谱、核磁共振等手段对其结构进行了详细的表征和确认。运用GPX经典双酶体系法测定了它们的GPX活性,实验结果表明:6,6’双碲桥联γ-环糊精(6-diTe-γ-CD)表现出了最高的GPX活性,其催化GSH还原过氧化氢(H2O2)、叔丁基过氧化氢(t-BuOOH)和枯烯过氧化氢(CuOOH)的活力分别是传统小分子硒酶Ebselen的147.3、1897.9和663.9倍,该结果是目前报道的环糊精GPX模拟物中酶活力最高的。     

基于PbS QDs/TiO2 NPs构建新型谷胱甘肽光电化学传感器

通过高温煅烧将二氧化钛纳米颗粒(TiO₂ NPs)修饰到ITO电极表面制成TiO₂ NPs/ITO电极, 再采用连续离子层吸附反应(SILAR)循环将硫化铅量子点(PbS QDs)修饰到TiO₂/ITO电极表面制得PbS QDs/TiO₂ NPs/ITO电极, 并将该电极应用于检测谷胱甘肽(GSH)的光电化学传感器. 在该传感器中, 当PbS QDs受470 nm可见光的激发时将产生电子(e)和光生空穴(h ⁺), 光生空穴可被溶液中的GSH捕获, 并将GSH氧化成GSSH, 有效避免电子和空穴的复合, 显著提高了光电效率. 该传感器对GSH的检测具有较高的灵敏度和选择性, 线性检测范围为0.06~1 mmol/L, 检出限(LOD)为4.6×10 ^-3 mmol/L(S/N=3).     

具有谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活力的含硒四肽(SecRGD)

以精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列为基础, 在N-端引入硒代半胱氨酸(Sec)设计了SecRGD序列模拟谷胱甘肽过氧化物酶(GPx), 利用Fmoc固相合成法合成了SecRGD. 采用ESI-MS质谱和氢化物原子荧光光谱法对硒肽进行表征, 采用酶偶联法进行GPx活力测定和酶动力学分析, 用噻唑蓝(MTT)比色法评价了硒肽的抗氧化效果. 结果表明, 该硒肽的存在形式为SecRGD的二聚体. 该硒肽具有GPx活力, 其催化谷胱甘肽(GSH)还原H2O2的GPx活力为5.54 U/μmol, 高于经典的GPx模拟物Ebselen. 稳态动力学分析结果表明, 该硒肽的催化机制为乒乓机制. 该硒肽具有分子量小, 易溶于水, 毒性低及可有效保护Vero细胞免受氧化损伤的优点, 具有作为抗氧化药物的应用前景.     

单原子铂纳米酶的简便构建及其类过氧化物酶活性

采用浸渍吸附法,以多孔碳纳米笼(CNC)作为载体,简便构建了单原子铂/CNC(SA-Pt/CNC)纳米酶。通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)深入解析了SA-Pt/CNC的微观结构。酶活性测试表明,SA-Pt/CNC表现出优异的类过氧化物酶活性,能高效催化过氧化氢氧化各种底物分子。     

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.     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

基于金属有机骨架的非酶葡萄糖电化学传感器

葡萄糖的快速有效检测在维持人体健康、疾病控制与诊断、生物科学和食品科学等方面具有重要意义.基于金属有机骨架(MOFs)的催化活性和比表面积大等特点,MOFs已被成功开发为非酶葡萄糖电化学传感器.本文综述了基于非改性MOFs、纳米金属粒子掺杂MOFs、金属及金属氧化物核@MOFs、碳纳米材料@MOFs、核-壳MOFs在检...     

基于石墨烯/金纳米复合材料的无酶葡萄糖传感器

以抗坏血酸(AA)为还原剂,通过一步还原法将氧化石墨烯和氯金酸同时还原,合成石墨烯/金纳米复合材料,并直接滴涂于玻碳电极表面,构建基于石墨烯/金纳米复合材料的无酶葡萄糖传感器。采用循环伏安法和线性扫描伏安法对传感器的性质进行了研究。结果表明,该传感器能催化葡萄糖的氧化,且其氧化峰电流随葡萄糖浓度的增大而增大。测定葡萄糖的线性范围为0.01~2.5mmol/L(R=0.9964),检出限(S/N=3)为3μmol/L。对同一浓度的葡萄糖溶液平行测定8次,其电流强度的相对标准偏差(RSD)为2.6%。该传感器制作简单、稳定性好,将其用于葡萄糖注射液的检测,方法灵敏,其加标回收率为92.9%。     

基于NiMoO4纳米棒的无酶型葡萄糖电化学传感器

通过水热反应和退火处理制备NiMoO4纳米棒(NiMoO4 NRs),并以该材料构建了无酶型葡萄糖电化学传感器.扫描电镜和X射线衍射表征显示,合成的NiMoO4NRs为纳米带成束组装形成的纳米棒结构,且为α相的单斜晶体.电化学测试表明,NiMoO4NRs对葡萄糖的氧化具有良好的催化作用和灵敏的响应,其线性范围为0.2 ...     

基于WO3/AuNPs/FTO的光电化学法检测自来水中的钴离子

建立了一种快速检测钴离子(Co²⁺)的光电化学方法。首先在掺氟的SnO₂透明导电玻璃(FTO)表面电沉积金纳米颗粒(AuNPs),再通过水热法在AuNPs/FTO表面生长WO₃,得到WO₃/AuNPs/FTO。通过扫描电镜和X射线衍射对WO₃/AuNPs/FTO电极的表面形貌和晶格特征进行了表征。结果表明, AuNPs均匀分布在FTO表面, WO₃呈垂直板状阵列生长。当体系中含有一定量的乙醇和Co²⁺时,由于Co²⁺与乙醇的醇羟基的配位作用,抑制了乙醇捕获光生空穴的能力,对WO₃/AuNPs/FTO的光电流产生明显抑制作用。在优化的条件下,光电流降低程度与Co²⁺浓度在0.5～7.0μmol/L范围内呈线性关系,检出限为0.3μmol/L(3s/k)。将本方法用于自来水中Co²⁺含量测定,回收率为98.3%～110.0%;用于维生素B12中Co     

金属-有机框架衍生的中空碳材料及其在电化学能源存储与氧还原领域中的应用

金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或金属团簇与有机配体通过配位键连接形成的具有周期性网络结构的多孔配位聚合物。这类材料通常具有孔道规整、比表面积大、孔隙率高、结构可设计及孔壁易修饰等特点,诸多的优点使得MOFs的研究从配位化学跨越到多个学科领域,成为当前多学科交叉前沿热点之一。近来的研究发现,以MOFs为前驱体碳化后制得的碳材料可保留MOFs的大比表面积和多孔结构,同时可以实现均匀的杂原子(如N、P、S、B等)掺杂,而且通过选择合适的MOFs前驱体可调控产物的组成和形貌尺寸,这些显著的结构特征使其具备了成为高性能功能性材料的潜力。最近,以MOFs为模板或前驱体制备的中空碳材料引起了人们的广泛关注,这主要是因为中空结构可有效缓解材料在电化学过程中产生的体积变化及受到的冲击,而且中空结构可暴露出更多的活性位点,具有快速的传质过程,使得材料发挥出最优性能,故而此类材料可被用在二次电池、电容器、电催化等多种电化学器件和多个领域中。基于此,本文综述了MOFs衍生的中空碳材料在储能器件及电催化领域的研究进展,主要包括锂离子电池、锂硫/硒电池、钠离子电池、超级电容器、电催化氧还原等领域,并对这类材料当前面临的挑战及未来的发展趋势进行了阐述。     

基于吡嗪-吡啶-酰腙配体的三个配合物的制备及其荧光和光催化性能

合成了3个配合物{[Zn_3(L)_2(SO_4)_2(H_2O)_4]·H_2O}n(1)、{[Cd_2(L)_2(SO_4)(H_2O)]·H_2O}n(2)和{[Cd(L)I]·CH_3OH}n(3)(HL=N′-nicotinoylpyrazine-2-carbohydrazonamide),并通过单晶X射线衍射、红外、元素分析和粉末X射线衍射等手段进行表征。配合物1中,采用μ3-η1η1η1配位模式的SO_4~(2-)把Zn(Ⅱ)连接成无机网状二维平面(bc面),有机配体HL交错的分布在网状平面的两侧,这些二维层在分子间氢键的作用下形成三维超分子结构。配合物2是由配体HL连接[(Cd2)2(μ2-SO4)2]和Cd1两种节点形成的二维结构,相邻的二维层在π…π堆积作用下形成三维超分子结构。配合物3是一维的Z字链结构,这些一维链在氢键的连接作用下形成二维的超分子网络结构。光催化降解亚甲基蓝实验结果表明,在双氧水存在时配合物1~3均表现出很好的降解效果。