两种新型铁基功能材料的类酶效应研究及在生物分析中的应用
发布时间：2020-12-04 01:28
自然界中的酶参与很多重要的生命活动。天然酶因其优良的催化效率和良好的底物特异性,在医药、环境、食品等领域得到了广泛的研究和应用。但是,天然酶固有的缺点,如不稳定性、高成本的制备和纯化过程等,严重限制了其进一步应用。近年来人工模拟酶的发现和构建越来越受到人们的重视,人工模拟酶除了具有类似天然酶的活性外,它可以在恶劣的反应条件下具有较高的稳定性,此外,它们还具有成本低、结构设计和组成灵活、催化活性可调节等优点,已经被广泛应用于各个领域。本文开发了两种新型铁基功能材料,探讨了它们的类酶活性效应和机制,并将它们作为模拟酶应用于比色生物分析中,建立了高效、灵敏、快速的比色检测方法。首先,本文通过水热法合成了一种尺寸大小较为均一的微米级羟基磷酸铁八面体材料（Fe3（PO4）2（OH）2）,并首次证实了其优异的类过氧化物酶活性;应用其类过氧化物酶活性进一步构建了双氧水和葡萄糖比色分析方法。通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线光谱（EDS）、X射线衍射法（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见分...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIL-88A矿化罗丹明B的机理图
Yan's group 首次报道了 Fe O 磁性纳米粒子自身具有类过氧化酶的活性而这种纳米结构的酶也被称作人工酶[41]。此后，越来越多的人工酶[99-101]，特别是MFe O [102,103]，MoS [104]，Co O [105,106]，NiO[107]，CuS[108]和氧化石墨烯[109]这样的氧化物模拟酶被广泛的应用于各种研究和工业领域。与天然酶相比，这些纳米结构的过化物模拟酶具有比表面积高、形貌和尺寸可控、催化性能可调和在多种操作条件稳定性好等一系列优点[110-112]，为实际应用提供了一系列有前景的替代方案[113-116最近，花状微米磷酸铁被证明是一种具有过氧化物酶和超氧化物歧化酶活的人工模拟酶，在生物催化和生物传感方面都得到了应用[117]。众所周知，包Fe (PO ) (OH) 在内的羟基磷酸铁已成功地用作氧化脱氢催化剂[118]。与磷酸铁同，Fe (PO ) (OH) 含有 Fe2+/Fe3+的混合价态，这一性能使它成为过氧化物酶底（如在 3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB））氧化过程中作为良好的电子转移介[119-121]。此外，Fe (PO ) (OH) 优良导电性可以有效地提高材料内的电子传递速[122,123]。因此，我们推测 Fe (PO ) (OH) 具有高效的类过氧化物酶活性。据我们知，基于 Fe (PO ) (OH) 过氧化物模拟酶的研究至今尚未见报道。
第 2 章 Fe (PO ) (OH) 作为过氧化物模拟酶在过氧化氢和葡萄糖比色检测中的应用2.2.2.3 葡萄糖比色检测葡萄糖的检测步骤如下：1mg mL-1的葡萄糖氧化酶（GOx）体积为 20 μL 和不同浓度的葡萄糖在 0.01M, pH= 7.0 的 PBS 缓冲液中混合，在 37°C 下孵育 30 分钟。然后依次加入 2 mM 300 μL TMB，0.2 mg mL-170 μL Fe (PO ) (OH) ，300 μ醋酸钠缓冲液（0.1 M, pH= 4），所得的混合溶液在在 37°C 孵育 10 分钟，立即用紫外可见吸收分光光度计在 652 nm 处测定溶液的吸光值。对照实验用麦芽糖、乳糖和果糖代替葡萄糖，步骤与葡萄糖检测步骤相同。2.3 结果与讨论2.3.1 基于 Fe (PO ) (OH) 的过氧化氢传感器的构建和检测机理2.3.1.1 传感器的构建
本文编号：2896790
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MIL-88A矿化罗丹明B的机理图
Yan's group 首次报道了 Fe O 磁性纳米粒子自身具有类过氧化酶的活性而这种纳米结构的酶也被称作人工酶[41]。此后，越来越多的人工酶[99-101]，特别是MFe O [102,103]，MoS [104]，Co O [105,106]，NiO[107]，CuS[108]和氧化石墨烯[109]这样的氧化物模拟酶被广泛的应用于各种研究和工业领域。与天然酶相比，这些纳米结构的过化物模拟酶具有比表面积高、形貌和尺寸可控、催化性能可调和在多种操作条件稳定性好等一系列优点[110-112]，为实际应用提供了一系列有前景的替代方案[113-116最近，花状微米磷酸铁被证明是一种具有过氧化物酶和超氧化物歧化酶活的人工模拟酶，在生物催化和生物传感方面都得到了应用[117]。众所周知，包Fe (PO ) (OH) 在内的羟基磷酸铁已成功地用作氧化脱氢催化剂[118]。与磷酸铁同，Fe (PO ) (OH) 含有 Fe2+/Fe3+的混合价态，这一性能使它成为过氧化物酶底（如在 3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB））氧化过程中作为良好的电子转移介[119-121]。此外，Fe (PO ) (OH) 优良导电性可以有效地提高材料内的电子传递速[122,123]。因此，我们推测 Fe (PO ) (OH) 具有高效的类过氧化物酶活性。据我们知，基于 Fe (PO ) (OH) 过氧化物模拟酶的研究至今尚未见报道。
第 2 章 Fe (PO ) (OH) 作为过氧化物模拟酶在过氧化氢和葡萄糖比色检测中的应用2.2.2.3 葡萄糖比色检测葡萄糖的检测步骤如下：1mg mL-1的葡萄糖氧化酶（GOx）体积为 20 μL 和不同浓度的葡萄糖在 0.01M, pH= 7.0 的 PBS 缓冲液中混合，在 37°C 下孵育 30 分钟。然后依次加入 2 mM 300 μL TMB，0.2 mg mL-170 μL Fe (PO ) (OH) ，300 μ醋酸钠缓冲液（0.1 M, pH= 4），所得的混合溶液在在 37°C 孵育 10 分钟，立即用紫外可见吸收分光光度计在 652 nm 处测定溶液的吸光值。对照实验用麦芽糖、乳糖和果糖代替葡萄糖，步骤与葡萄糖检测步骤相同。2.3 结果与讨论2.3.1 基于 Fe (PO ) (OH) 的过氧化氢传感器的构建和检测机理2.3.1.1 传感器的构建
本文编号：2896790
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2896790.html
