铜、锰含氧化合物纳米材料的模拟酶活性研究

发布时间：2020-05-15 13:24

【摘要】：在近几年里,越来越多的无机纳米材料都被发现具有模拟酶催化活性,比如过氧化酶活性、氧化酶活性、葡萄糖氧化酶活性、超氧化物歧化酶活性。无机纳米材料如磁性纳米粒子,氧化石墨烯以及贵金属材料等,由于易制备、储存简单等优点而被广泛应用于各个领域,例如化工、医药以及食品加工等。本论文研究了几种无机材料,并对其氧化酶活性,半胱氨酸氧化酶活性和细胞色素c氧化酶活性等进行了研究,具体如下:采用简单的方法制备了Cu_2O、MnO_2、Cu_2(OH)_3Cl材料,然后通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、电子顺磁共振光谱(EPR)等测试手段对制备的具有模拟酶催化活性的无机材料进行了表征。然后我们系统的研究了所制备材料的酶催化活性、稳定性以及在检测方面的应用。本论文主要研究了以下三个方面:1、制备了尺寸分别为50 nm、150 nm以及500 nm的高度均匀的立方块Cu_2O纳米粒子(NPs),采用生物大分子细胞色素c(Cytochrome c,Cyt c)作为底物,研究了Cu_2O纳米粒子的细胞色素c氧化酶(Cytochrome c oxidase,CcO)活性。研究发现,我们所制备的Cu_2O NPs表现出优异的CcO活性,其活性与O_2,pH和Cu_2O NPs的尺寸相关,即粒径越小,催化活性越高,溶液pH越低,CcO样活性越高。因此Cyt c-Cu_2O NPs系统与天然Cyt c-CcO系统密切相关。2、通过简单的一步水热法制备了表面多孔MnO_2微球(PS-MnO_2)和MnO_2纳米棒(MnO_2-nanorods),并发现所制备的多孔MnO_2微球具有内在的氧化酶活性。此外,基于亚硫酸盐抑制TMB-O_2-多孔MnO_2微球显色体系,我们建立了一种简单的方法用于检测亚硫酸盐。同时,所制备的两种MnO_2均具有细胞色素c氧化酶(CcO)活性,能够催化氧化Cyt c(在大气条件下将其从还原态转化为氧化态)。但是,MnO_2纳米棒的粒径比多孔MnO_2微球小,CcO活性更强。通过稳定性实验可以发现,MnO_2纳米棒的抗酸碱性效果非常好,并且在有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮等溶液中的稳定性也很好。3、为进一步探索其他无机材料作为模拟酶的应用,我们还通过简单的方法合成纳米Cu_2(OH)_3Cl,合成的纳米Cu_2(OH)_3Cl具有半胱氨酸酶活性,可以催化氧化半胱氨酸生成胱氨酸和H_2O_2。生成的H_2O_2可以和对苯二甲酸结合生成对苯二甲酸酯并产生荧光变化。通过Cary Eclipse荧光分光光度计可以进行检测。制备的纳米Cu_2(OH)_3Cl可以用于检测半胱氨酸,线性关系R~2=0.9947。对于医药、生化研究、化妆品检测方面的应用具有重要的意义。
【图文】：

过氧化酶活性,催化活性,噻唑啉,四甲基联苯胺

性的催化性能，不仅能够在 H2O2的存在下催化氧3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB），使其颜色变为蓝3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐（ABTS），到氧化产品。Fe3O4纳米颗粒的催化活性随 H2O2显著增强。其催化特性和辣根过氧化酶（HRP），即拥有内在的过氧化酶催化活性。这一报道打具有化学和生物惰性的看法。并且 Fe3O4还具有用。其研究结果还发现 Fe3O4磁性纳米粒子[14]的关，研究了不同大小的 Fe3O4MNPs（300、150 和30 nm Fe3O4MNPs 的催化活性最好，即尺寸越小象可能是由于在与底物相互作用时，较小的纳米积比。之后，研究者们发现越来越多的纳米材料

示意图,增长系统,葡萄糖氧化酶,示意图

第 1 章前言2~9）显示出高的催化活性，而 GOx 仅在酸性才具有活性。同样，Au NPs 的葡萄糖氧化酶活性随温度的升高而逐渐增强，即使是温度高达 70oC，其活性仍然能够保持，，与葡萄糖氧化酶明显不同。此外，AuNPs 在 25oC 放置 24 h后活性依然保持不变。因此，Au NPs 能够在室温下长期保存，其存放成本比天然的葡萄糖氧化酶要低很多。Au NPs 的催化活性也显示出大小依赖性，其葡萄糖氧化酶活性随着尺寸的减小而增强。
【学位授予单位】：西华师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1

【参考文献】