当前位置:主页 > 科技论文 > 化学论文 >

含铁(Ⅲ)纳米材料的模拟酶活性研究及其分析应用

发布时间:2018-05-17 01:41

  本文选题:纳米模拟酶 + 金属有机框架化合物 ; 参考:《西南大学》2017年硕士论文


【摘要】:生物酶具有高催化活性和特异性,但由于提取困难、纯化复杂、稳定性差、需要温和的反应条件等缺点,导致其应用受到限制。纳米材料因具备独特的物理化学性质,与生物酶的尺寸、形状、催化活性等具有相似性而被广泛研究。近年来对碳纳米材料、金属纳米粒子和金属氧化物纳米粒子等纳米模拟酶的研究越来越多。金属有机框架化合物(MOFs)和层状双金属氢氧化物(LDHs)都具有金属离子可调,配合物或阴离子可改变的性质。此外,未配位饱和的金属离子是催化反应的活性中心,而Fe(Ⅲ)的催化活性是金属离子中较为突出的。因此,本文对近年来纳米材料模拟酶和提高纳米材料催化活性的方法进行了总结;对含铁的MOFs和LDHs的模拟酶活性进行了研究,并以化学发光法和比色法两种手段建立了快速灵敏地检测H_2O_2和葡萄糖浓度的分析方法。首先,本文利用含铁的金属有机框架化合物(MOFs),即MIL-53(Fe)大幅度增强了luminol-H_2O_2体系在碱性反应条件下的化学发光,其强度是luminol-H_2O_2体系的20倍。XRD证明MIL-53(Fe)反应前后的XRD形态没有发生变化。通过对该化学发光增强体系的发光强度,荧光波谱和活性氧自由基的捕获实验等的分析,结果表明MIL-53(Fe)在MIL-53(Fe)-luminol-H_2O_2体系中扮演催化剂的角色且具有较好的稳定性,化学发光增强的原因可能是体系中生成了大量的O_2?-和?OH等活性自由基。结合葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖产生H_2O_2的反应,我们建立了一种灵敏的、高选择性的检测葡萄糖的方法。化学发光强度的对数值和葡萄糖浓度的对数值之间存在良好的线性关系,线性范围为0.1-10μM,检出限为0.05μM。该方法在检测血清中葡萄糖浓度时得到了令人满意的结果。其次,本文还发现花球状CoFe LDH对luminol-H_2O_2体系和luminol体系的化学发光都有很强的促进作用,化学发光强度分别增强了180倍和14倍。机理研究表明,luminol-H_2O_2-CoFe LDH体系生成了大量的?OH和O_2?-;luminol-Co Fe LDH体系中只生成了大量的O_2?-。活性氧中间体自由基与luminol反应,促进了化学发光强度的增强。基于CoFe-LDH对luminol-H_2O_2体系化学发光强度的增强效应,本文建立了一种快速简单灵敏的测定H_2O_2和葡萄糖浓度的方法。对H_2O_2的线性范围为0.01-3μM,检出限为5 nM;对葡萄糖的线性范围为0.07-3μM,检出限为50 nM。我们还利用抗坏血酸清除O_2?-抑制luminol-Co Fe LDH体系化学发光的原理,建立了快速测定抗坏血酸的化学发光分析方法。最后,我们考虑到纳米材料的形貌会对其催化活性产生影响。因此,本文还制备了纳米片、纳米卷和纳米花三种不同形貌的NiFe LDH,并对它们的过氧化物模拟酶活性进行了研究。经SEM、XRD、红外光谱和热重分析等表征手段证明三种不同形貌的NiFe LDH被成功制备。相比于NiFe LDH纳米片和纳米卷,柠檬酸钠插入的花球状t-NiFe-LDH-SC(0.4)具有更高的过氧化物模拟酶活性;同时花球状的t-NiFe-LDH-SC(0.4)具有对H_2O_2最高的亲和力和对3.3′,5.5′-四甲基联苯胺(TMB)有最大的反应速率。与已有的纳米材料模拟酶相比,t-NiFe-LDH-SC(0.4)也表现出对H_2O_2非常高的亲和力。柠檬酸钠的插入为催化反应提供了更多的结合位点和催化位点。t-NiFe-LDH-SC(0.4)催化TMB-H_2O_2的显色反应的动力学符合米氏动力学,反应机理遵循乒乓机理。基于花球状t-Ni Fe-LDH-SC(0.4)的过氧化物模拟酶活性,本文建立了一种简单,快速检测过氧化氢和葡萄糖浓度的方法。
[Abstract]:Biological enzymes have high catalytic activity and specificity, but because of the difficulties in extraction, complex purification, poor stability and the need for mild reaction conditions, their applications are restricted. Nano materials have been widely studied because of their unique physical and chemical properties, similar to the size, shape, and catalytic activity of biological enzymes. Nanomaterials, metal nanoparticles and metal oxide nanoparticles have been studied more and more. Both metal organic frame compounds (MOFs) and layered double metal hydroxide (LDHs) have the properties of adjustable metal ions, complexes or anions. In addition, the activity of unmatched saturated metal ions is the activity of catalytic reaction. The catalytic activity of Fe (III) is more prominent in metal ions. Therefore, in this paper, the methods of simulating enzymes and improving the catalytic activity of nanomaterials in recent years were summarized. The activity of simulated enzyme in MOFs and LDHs containing iron was studied. The rapid and sensitive detection was established by two means of chemical hair light and colorimetric method. The analysis method for measuring H_2O_2 and glucose concentration. First, in this paper, the chemiluminescence of the luminol-H_2O_2 system under the alkaline reaction condition was greatly enhanced by the metal organic frame compound (MOFs) containing iron, that is, MIL-53 (Fe). The strength of the luminol-H_2O_2 system was 20 times of the luminol-H_2O_2 system, and the XRD morphology before and after the MIL-53 (Fe) reaction did not change. The results show that MIL-53 (Fe) plays the role of catalyst in MIL-53 (Fe) -luminol-H_2O_2 system and has good stability by the analysis of the luminescence intensity of the chemiluminescence enhancement system, the fluorescence spectrum and the capture experiment of reactive oxygen free radicals. The reason for the enhancement of chemiluminescence may be the formation of a large number of O_2? - and OH in the system. In conjunction with glucose oxidase catalyzed oxidation of glucose to produce H_2O_2, we have established a sensitive, highly selective method for the detection of glucose. There is a good linear relationship between the value of the chemiluminescence intensity and the value of glucose concentration, the linear range is 0.1-10 M, the detection limit is 0.05 u M.. The method obtained satisfactory results in detecting the glucose concentration in serum. Secondly, this paper also found that the flower spherical CoFe LDH has a strong effect on the chemiluminescence of the luminol-H_2O_2 system and the luminol system, and the chemiluminescence intensity is increased by 180 times and 14 times respectively. The mechanism research shows that the luminol-H_2O_2-CoFe LDH system has been formed. A large number of OH and O_2? - luminol-Co Fe LDH systems have produced only a large number of O_2? - the free radicals of reactive oxygen intermediates and luminol reacted to promote the enhancement of chemiluminescence intensity. Based on the enhancement effect of CoFe-LDH on the chemiluminescence intensity of luminol-H_2O_2 system, a rapid and simple and sensitive determination of H_2O_2 and glucose concentration was established. The linear range of H_2O_2 is 0.01-3 mu M, the detection limit is 5 nM, the linear range of glucose is 0.07-3 mu M, the detection limit is 50 nM., and we also use ascorbic acid to clear O_2? - the principle of inhibiting luminol-Co Fe LDH system chemiluminescence, and establish a chemiluminescence analysis method for rapid determination of ascorbic acid. Finally, we consider nano The morphology of rice materials will affect its catalytic activity. Therefore, the NiFe LDH of three different morphologies of nanoscale, nanoscale and nanoscale were prepared and their peroxidase activity was studied. The three different morphologies of NiFe LDH were successfully prepared by means of SEM, XRD, infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis. Compared to NiFe LDH nanoscale and nanoscale, the flower ball like t-NiFe-LDH-SC (0.4) inserted by sodium citrate has higher activity of peroxidase analog enzyme; at the same time, the spherical t-NiFe-LDH-SC (0.4) has the highest affinity for H_2O_2 and the maximum reaction rate for 3.3 ', 5.5' - four methylbiphenyl amine (TMB). Compared with the enzyme, t-NiFe-LDH-SC (0.4) also showed a very high affinity for H_2O_2. The insertion of sodium citrate provided a more binding site and a catalytic site.T-NiFe-LDH-SC (0.4) to catalyze the chromogenic reaction of TMB-H_2O_2, which conforms to the Micheli dynamics, and the reaction mechanism follows the table table mechanism. Based on the flower like t-Ni Fe-LDH-SC (0.) 4) the activity of peroxide mimetic enzyme. A simple and rapid method for the determination of hydrogen peroxide and glucose concentration was established.
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O657.3;O629.8

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;纳米材料[J];新型建筑材料;2000年09期

2 杜仕国,施冬梅,邓辉;纳米材料的特异效应及其应用[J];自然杂志;2000年02期

3 ;纳米材料 新世纪的黄金材料[J];城市技术监督;2000年10期

4 ;什么是纳米材料[J];中国粉体技术;2000年05期

5 邹超贤;纳米材料的制备及其应用[J];广西化纤通讯;2000年01期

6 吴祖其;纳米材料[J];光源与照明;2000年03期

7 ;纳米材料的特性与应用方向[J];河北陶瓷;2000年04期

8 沈青;纳米材料的性能[J];江苏陶瓷;2000年01期

9 李良训;纳米材料的特性及应用[J];金山油化纤;2000年01期

10 刘冰,任兰亭;21世纪材料发展的方向—纳米材料[J];青岛大学学报(自然科学版);2000年03期

相关会议论文 前10条

1 王少强;邱化玉;;纳米材料在造纸领域中的应用[A];'2006(第十三届)全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2006年

2 宋云扬;余涛;李艳军;;纳米材料的毒理学安全性研究进展[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年

3 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年

4 钟家湘;葛雄章;刘景春;;纳米材料改造传统产业的实践与建议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年

5 高善民;孙树声;;纳米材料的应用及科研开发[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2001年

6 ;全国第二届纳米材料和技术应用会议[A];纳米材料和技术应用进展——全国第二届纳米材料和技术应用会议论文集(下卷)[C];2001年

7 金一和;孙鹏;张颖花;;纳米材料的潜在性危害问题[A];中国毒理学通讯[C];2001年

8 张一方;吕毓松;任德华;陈永康;;纳米材料的二种制备方法及其特征[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年

9 古宏晨;;纳米材料产业化重大问题及共性问题[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年

10 马玉宝;任宪福;;纳米科技与纳米材料[A];纳米材料和技术应用进展——全国第三届纳米材料和技术应用会议论文集(上卷)[C];2003年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 周建人;我国出台首批纳米材料国家标准[N];中国建材报;2005年

2 记者 王阳;上海形成纳米材料测试服务体系[N];上海科技报;2004年

3 ;纳米材料七项标准出台[N];世界金属导报;2005年

4 通讯员 韦承金邋记者 冯国梧;纳米材料也可污染环境[N];科技日报;2008年

5 廖联明;纳米材料 利弊皆因个头小[N];健康报;2009年

6 卢水平;院士建议开展纳米材料毒性研究[N];中国化工报;2009年

7 郭良宏 中国科学院生态环境研究中心研究员 江桂斌 中国科学院院士;纳米材料的环境应用与毒性效应[N];中国社会科学报;2010年

8 记者 任雪梅 莫璇;中科院纳米材料产业园落户佛山[N];佛山日报;2011年

9 实习生 高敏;纳米材料:小身材涵盖多领域[N];科技日报;2014年

10 本报记者 李军;纳米材料加速传统行业升级[N];中国化工报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 杨杨;功能化稀土纳米材料的合成及其生物成像应用[D];复旦大学;2014年

2 王艳丽;基于氧化钛和氧化锡纳米材料的制备及其在能量存储中的应用[D];复旦大学;2014年

3 吴勇权;含铕稀土纳米材料的功能化及其生物成像应用研究[D];复旦大学;2014年

4 曹仕秀;二硫化钨(WS_2)纳米材料的水热合成与光吸收性能研究[D];重庆大学;2015年

5 廖蕾;基于功能纳米材料的电化学催化研究[D];复旦大学;2014年

6 胥明;一维氧化物、硫化物纳米材料的制备,,功能化与应用[D];复旦大学;2014年

7 李淑焕;纳米材料亲疏水性的实验测定与计算预测[D];山东大学;2015年

8 范艳斌;亚细胞水平靶向的纳米材料的设计、制备与应用[D];复旦大学;2014年

9 丁泓铭;纳米粒子与细胞相互作用的理论模拟研究[D];南京大学;2015年

10 骆凯;基于金和石墨烯纳米材料的生物分子化学发光新方法及其应用[D];西北大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 向芸颉;卟啉纳米材料的制备及其应用研究[D];重庆大学;2010年

2 刘武;层状纳米材料/聚合物复合改性沥青的制备与性能[D];华南理工大学;2015年

3 刘小芳;基于纳米材料/聚合膜材料构建的电化学传感器应用于生物小分子多组分的检测[D];西南大学;2015年

4 王小萍;基于金纳米材料构建的电化学传感器及其应用[D];上海师范大学;2015年

5 郭建华;金纳米材料的修饰及其纳米生物界面的研究[D];河北大学;2015年

6 魏杰;普鲁士蓝纳米粒子的光热毒性研究[D];上海师范大学;2015年

7 张华艳;改性TiO_2纳米材料的制备及其光电性能研究[D];河北大学;2015年

8 胡雪连;基于纳米材料的新型荧光传感体系的构筑[D];江南大学;2015年

9 黄樊;氧化钴基催化材料形貌、晶面控制与催化性能研究[D];昆明理工大学;2015年

10 周佳林;新型核壳结构金纳米材料用于肿瘤的近红外光热治疗研究[D];浙江大学;2015年



本文编号:1899364

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/1899364.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户3ba03***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com