新型纳米酶在生物分析中的应用
发布时间：2021-11-24 18:44
纳米酶是一种本身具有酶活性的纳米尺度材料,可以作为天然酶的替代物,具有稳定性强、价格低廉和可回收利用等优点。其中,具有类过氧化物酶和类氧化酶性质的纳米酶尤为引人关注。因为,在双氧水存在或不存在的情况下,它们也可以催化酶底物发生颜色变化。通过这种显色反应,联合简单、快速和实用的比色法等分析手段可实现对生物分子的灵敏检测。本文设计和合成了多种形貌不同的纳米酶材料,并详细研究分析了影响它们过氧化物酶或氧化酶活性的因素,利用纳米酶优异的性质实现了对葡萄糖和尿酸分子的准确检测,研究结果表明所合成的新型纳米酶在生物分析中具有良好的应用潜力。（1）在本项研究工作中,我们利用含硫有机物谷胱甘肽（GSH）提供硫元素,再结合GSH的还原性质,简单快速地合成了无机FeS纳米片（FeS nanosheets）。合成的FeS纳米片采用的原料简单且合成步骤易操作,可以大大减少生产费用。它本身具有过氧化物酶活性,能够催化过氧化物酶底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）和过氧化氢（H2O2）。对其进行稳态动力学实验研究,发现其对底物的亲和能力与辣根过氧化物酶（HRP...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纳米酶免疫比色法检测乳腺癌标志分子HER2的示意图[46]
巧?锎?衅鱗53]，检测的线性范围为5-200μM，检测限为1μM。此外，Yang等人报道了过氧化物酶活性增强的Pt-Ag/MoS2纳米复合材料[54]。该课题组以此为基础，开发了一种检测葡萄糖的比色生物传感器，该线性范围为1-10μM，检测限低至0.8μM。Dong课题组[55]将Fe3O4纳米颗粒装载到3D多孔石墨烯上，实现了对葡萄糖的检测，检测限低达0.8μM。最近，Zhu课题组[56]将葡萄糖氧化酶（GOx）与Fe-MOF整合在一起制备了Fe-MOF-GOx，实现了对葡萄糖的灵敏检测，检测限低达0.487μM，其比色检测葡萄糖的原理如图1.2所示。图1.2Fe-MOF-GOx纳米酶比色法检测葡萄糖分子的示意图[56]Wang[57]课题组通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备了均一、中空的MnCo2O4纳米纤维，在无需添加H2O2的情况下，可以氧化TMB发生相应的显色反应。利用该体系的高灵敏度和高选择性，检测了L-半胱氨酸，其检测的线性范围为0.5-10μM，检测限低达34.3nM。尿酸是嘌呤代谢的产物，如果体内尿酸浓度过高，将会引起痛风或肾功能衰竭。为了检测尿酸，Lv[58]首先开发了BSA稳定的Au纳米团簇（BSA-AuNCs），在实验最佳条件下检测尿酸的检出限为0.36μM。
新型纳米酶在生物分析中的应用12血糖的浓度。其检测葡萄糖的流程大致如图2.1b所示：在氧气存在的情况下，葡萄糖被葡萄糖氧化酶催化生成H2O2和葡萄糖酸。加入FeS纳米酶将产生的H2O2催化分解成羟基自由基（OH），进而将无色的3,3",5,5"-四甲基联苯胺（TMB）氧化成为蓝色氧化态（oxTMB），产生的颜色变化可以通过肉眼观察到，也可以在酶标仪仪器中检测吸光度的变化，进而实现了对体系中葡萄糖准确和灵敏地检测。图2.1（a）FeS纳米片的合成步骤；（b）FeS纳米酶检测葡萄糖分子的示意图2.2实验部分2.2.1试剂和仪器本章实验所使用的实验仪器及实验试剂分别如表2.1和表2.2所示。在整个研究过程中均使用超纯水做溶剂。所有购买的试剂无需进一步纯化，直接进行使用。磷酸盐缓冲液（PBS）的浓度为0.01M。表2.1实验所用仪器实验仪器规格型号生产厂家透射电子显微镜（TEM）HitachiH-800型日本日立公司扫描电子显微镜（SEM）JEOLJSM-6700F型日本电子公司X射线衍射仪（XRD）RigakuD/MAX2200型日本理学公司酶标仪Spark10M型瑞士帝肯公司电子天平FA2004N型上海精密科学仪器有限公司
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米酶:新一代人工模拟酶[J]. 阎锡蕴. 生物化学与生物物理进展. 2018(02)
本文编号：3516552
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纳米酶免疫比色法检测乳腺癌标志分子HER2的示意图[46]
巧?锎?衅鱗53]，检测的线性范围为5-200μM，检测限为1μM。此外，Yang等人报道了过氧化物酶活性增强的Pt-Ag/MoS2纳米复合材料[54]。该课题组以此为基础，开发了一种检测葡萄糖的比色生物传感器，该线性范围为1-10μM，检测限低至0.8μM。Dong课题组[55]将Fe3O4纳米颗粒装载到3D多孔石墨烯上，实现了对葡萄糖的检测，检测限低达0.8μM。最近，Zhu课题组[56]将葡萄糖氧化酶（GOx）与Fe-MOF整合在一起制备了Fe-MOF-GOx，实现了对葡萄糖的灵敏检测，检测限低达0.487μM，其比色检测葡萄糖的原理如图1.2所示。图1.2Fe-MOF-GOx纳米酶比色法检测葡萄糖分子的示意图[56]Wang[57]课题组通过静电纺丝技术和煅烧工艺制备了均一、中空的MnCo2O4纳米纤维，在无需添加H2O2的情况下，可以氧化TMB发生相应的显色反应。利用该体系的高灵敏度和高选择性，检测了L-半胱氨酸，其检测的线性范围为0.5-10μM，检测限低达34.3nM。尿酸是嘌呤代谢的产物，如果体内尿酸浓度过高，将会引起痛风或肾功能衰竭。为了检测尿酸，Lv[58]首先开发了BSA稳定的Au纳米团簇（BSA-AuNCs），在实验最佳条件下检测尿酸的检出限为0.36μM。
新型纳米酶在生物分析中的应用12血糖的浓度。其检测葡萄糖的流程大致如图2.1b所示：在氧气存在的情况下，葡萄糖被葡萄糖氧化酶催化生成H2O2和葡萄糖酸。加入FeS纳米酶将产生的H2O2催化分解成羟基自由基（OH），进而将无色的3,3",5,5"-四甲基联苯胺（TMB）氧化成为蓝色氧化态（oxTMB），产生的颜色变化可以通过肉眼观察到，也可以在酶标仪仪器中检测吸光度的变化，进而实现了对体系中葡萄糖准确和灵敏地检测。图2.1（a）FeS纳米片的合成步骤；（b）FeS纳米酶检测葡萄糖分子的示意图2.2实验部分2.2.1试剂和仪器本章实验所使用的实验仪器及实验试剂分别如表2.1和表2.2所示。在整个研究过程中均使用超纯水做溶剂。所有购买的试剂无需进一步纯化，直接进行使用。磷酸盐缓冲液（PBS）的浓度为0.01M。表2.1实验所用仪器实验仪器规格型号生产厂家透射电子显微镜（TEM）HitachiH-800型日本日立公司扫描电子显微镜（SEM）JEOLJSM-6700F型日本电子公司X射线衍射仪（XRD）RigakuD/MAX2200型日本理学公司酶标仪Spark10M型瑞士帝肯公司电子天平FA2004N型上海精密科学仪器有限公司
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米酶:新一代人工模拟酶[J]. 阎锡蕴. 生物化学与生物物理进展. 2018(02)
本文编号：3516552
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