含铁金属有机骨架化合物的可控合成及其模拟酶性质的应用研究

发布时间：2017-04-29 23:11

  本文关键词：含铁金属有机骨架化合物的可控合成及其模拟酶性质的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属有机骨架化合物(metal-organic frameworks, MOFs),由于其具有多样的拓扑结构、规则且可调的孔道、巨大的比表面积、不饱和的金属位点等优良性质,在气体的吸附与分离、化学催化、药物的传递与释放、分析检测等领域有着非常广阔的应用前景。本文采用简单的水热法制备了三种含铁金属有机骨架化合物,考察了其过氧化物模拟酶性质,探讨了其作为过氧化物模拟酶在分析检测中的应用。具体研究内容如下： Fe-MIL-88NH2作为新的模拟酶用于可视化检测葡萄糖通过简单的水热方法,成功制备了颗粒均一,大小约为200nm的Fe-MIL-88NH2MOFs。并首次发现Fe-MIL-88NH2有内在的模拟酶性质,能够在H202存在下催化底物3,3'.5,5'-四甲基联苯胺(TMB)显色。通过自由基捕获实验,米氏常数计算及细胞毒性实验对其模拟酶性质产生的机理,酶活性大小及细胞毒性进行了系统的研究。并且将Fe-MIL-88NH2作为过氧化物模拟酶用于检测葡萄糖,其线性范围为2.0×lO--3.0×10-4M,检测限为4.8×10-7M。将所建立的方法用于血样及尿样中的葡萄糖检测有较好的选择性和灵敏度。 不同形貌及大小Fe-MIL-88的可控合成及其模拟酶性质的研究采用Fe3+为金属中心离子,对苯二甲酸为配体,以醋酸钠或甘油作为调节剂,制备了不同大小(从几十纳米到十几微米)、不同形貌的Fe-MIL-88MOFs(八面体、十二面体、棒状)。探讨了该MOFs的生长机理。研究了粒径及形貌对其模拟酶性质的影响。结果发现,模拟酶活性顺序为十二面体八面体棒状。十二面体由于长时间在水中不稳定,发生裂解,暴露出更多的活性金属位点而有较高的催化活性。由于十二面体具有可降解性、较大的孔径、较好的生物相容性等优点,因此有望作为一种良好的载体而应用于生物分析及载药中。 高模拟酶活性Au@Fe-MIL-88杂化材料的合成及可视化检测DNA以树枝状、带正电的聚乙烯亚胺(PEI.70000)为连接分子,通过静电作用将AuNPs自组装到Fe-MIL-88MOFs的表面,制备了Au@Fe-MIL-88杂化材料。并对其进行了透射电镜、X射线衍射、及元素分析等表征。研究表明,该杂化材料具有协同的模拟酶活性。由于Au NPs对ssDNA有较强的吸附作用,当ssDNA缠绕在Au@Fe-MIL-88表面时,Au@Fe-MIL-88的酶活性位点受阻,模拟酶活性减弱。当向体系中加入靶物ssDNA,靶物ssDNA和探针ssDNA形成双链结构,使其从Au@Fe-MIL-88表面脱落,Au@Fe-MIL-88的模拟酶活性得到恢复。据此,我们建立了溶液中灵敏、简便、可视化检测人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)相关短DNA序列的新方法。该方法对HIV-1DNA的检测范围为30-200nM,检测限为1.28nM。
【关键词】：Fe-MIL-88 Au@Fe-MIL-88 过氧化物模拟酶 葡萄糖检测 DNA检测
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O627.81;O657.1
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• ~.写符号对照表11-12
• 第1章 选题依据12-26
• 第1节 研究意义12
• 第2节 国内外研究现状及发展动态分析12-23
• 2.1 金属有机骨架化合物简介12-14
• 2.2 金属有机骨架化合物的特性14-18
• 2.3 金属有机骨架化合物的合成方法18-19
• 2.4 金属有机骨架化合物的应用19-23
• 2.5 含铁金属有机骨架化合物的研究进展23
• 第3节 存在的问题23-24
• 第4节 本研究的出发点与拟解决的问题24
• 第5节 研究内容、研究路线及特色与创新之处24-26
• 第2章 纳米尺寸Fe-MIL-88NH_2的合成及作为一种新的模拟酶用于可视化检测葡萄糖26-40
• 第1节 引言26-27
• 第2节 实验部分27-29
• 2.1 实验仪器27
• 2.2 试剂与材料27
• 2.3 Fe-MIL-88NH_2金属有机骨架纳米材料的制备27-28
• 2.4 酶促动力学实验步骤28
• 2.5 电子顺磁共振(EPR)实验28
• 2.6 细胞毒性实验28-29
• 2.7 血清样品的制备29
• 2.8 溶液及血清中葡萄糖的测定29
• 第3节 结果与讨论29-39
• 3.1 Fe-MIL-88NH_2金属有机骨架化合物的表征29-31
• 3.2 Fe-MIL-88NH_2 MOF的模拟酶性质31-34
• 3.3 酶促动力学参数34-36
• 3.4 Fe-MIL-88NH_2的催化机理36
• 3.5 Fe-MIL-88NH_2的稳定性及细胞毒性考察36-37
• 3.6 基于Fe-MIL-88NH_2的过氧化物模拟酶性质检测葡萄糖37-39
• 第4节 小结39-40
• 第3章 不同形貌及大小的Fe-MIL-88的可控合成及其模拟酶性质的研究40-56
• 第1节 引言40-41
• 第2节 实验部分41-43
• 2.1 实验仪器41
• 2.2 试剂与材料41
• 2.3 不同形貌的Fe-MIL-88的制备41-42
• 2.4 模拟酶活性测定42-43
• 2.5 细胞毒性实验43
• 第3节 结果与讨论43-53
• 3.1 不同形貌及大小的Fe-MIL-88的表征43-47
• 3.2 不同形貌的Fe-MIL-88的形成机理47-51
• 3.3 不同形貌的Fe-MIL-88的模拟酶活性51-53
• 第4节 小结53-56
• 第4章 高模拟酶活性Au NPs@Fe-MIL-88杂化材料的制备及DNA的可视化检测56-66
• 第1节 引言56-57
• 第2节 实验部分57-59
• 2.1 实验仪器57
• 2.2 试剂与材料57-58
• 2.3 制备Au@Fe-MIL-88杂化材料58-59
• 2.4 Au@Fe-MIL-88杂化材料的催化活性59
• 2.5 检测HIV-1的DNA59
• 第3节 结果与讨论59-65
• 3.1 Au@Fe-MIL-88杂化材料的制备与表征59-61
• 3.2 Au@Fe-MIL-88的形成机理61
• 3.3 Au@Fe-MIL-88杂化材料的催化活性61-62
• 3.4 高选择性及高灵敏度的检测HIV-1的DNA62-65
• 第4节 小结65-66
• 第5章 全文总结及展望66-68
• 参考文献68-76
• 硕士期间科研成果76-78
• 致谢78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩爱霞,常瑞,牛丽红,张复实;用肌红蛋白作为过氧化物酶模拟酶光度测定葡萄糖[J];分析化学;2004年08期

2 慈云祥,王芳;过氧化物酶模拟酶催化荧光反应的研究(Ⅰ)——MnTPPS_4-HVA-H_2O_2体系[J];高等学校化学学报;1989年03期

3 ;名词浅释[J];化学世界;1980年07期

4 奚星林,章咏华,吴金兰,张耀山;过氧化氢歧化酶模拟酶的合成及催化性质的研究——meso-四(4-磺基苯)卟啉-锰(MnTPPS_4)作为模拟酶的研究[J];分析化学;1993年05期

5 沈静茹,雷灼霖,孙小梅,林慧云,丁志刚;模拟酶微型反应器中糠醛催化氧化为糠酸[J];合成化学;2001年05期

6 常雁,樊惠芝,王海燕,潘景浩;一种优良的过氧化氢歧化酶模拟酶———锰(Ⅱ)—三乙四胺[J];山西大学学报(自然科学版);1997年04期

7 冯清,刘莉,何永言,王海龙,李世新;人血多形核白细胞呼吸爆发中活性氧与活性氧模拟酶的关系研究[J];分析化学;2000年11期

8 沈静茹,雷灼霖;β-环糊精构筑模拟L(+)-抗坏血酸氧化酶的研究[J];中南民族学院学报(自然科学版);1998年01期

9 陈建新,陈平娥;区域选择性和对映选择性环氧化反应的催化剂模型设计[J];大同医学专科学校学报;1999年03期

10 罗天顺,秦勇,谷年绪,王随军;β-环糊精衍生物构筑模拟酶水解青霉素生成6-APA[J];中南民族学院学报(自然科学版);1998年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 许华平;王亚培;张希;董泽元;刘俊秋;沈家骢;;高效树枝状分子谷胱苷肽过氧化物酶模拟[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年

2 孙博;倪臻巍;王丽;毛宗万;施宪法;计亮年;;新型杯芳烃衍生物的合成及其作为模拟酶的超分子催化作用[A];全国第十四届大环化学暨第六届超分子化学学术讨论会论文专辑[C];2008年

3 雷玉平;杨昌军;邓克俭;王夺元;彭正合;;模拟酶活化分子氧降解有机污染物的机理[A];2004年全国太阳能光化学与光催化学术会议论文集[C];2004年

4 邱文革;白广梅;孟声;;非均相金属卟啉催化剂[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集[C];2005年

5 李静;刘小曼;刘俊秋;罗贵民;沈家骢;;基因工程方法转化枯草杆菌蛋白酶为硒酶模拟物[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（上册）[C];2006年

6 杨春丽;石立杰;黄萍;李东辉;;四磺基铁酞菁模拟酶体系催化溴化乙锭的转化[A];第四届海峡两岸分析化学学术会议论文集[C];2006年

7 张宇;彭芳芳;杨婷;顾宁;;Fe_3O_4纳米颗粒具有尺寸依赖性的类酶活性研究[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年

8 刘磊;;维生素B6酶的化学模拟[A];第五届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2007年

9 刘华东;李艳梅;;微缩蛋白法模拟酶活性中心的结构与功能[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集（上册）[C];2005年

10 孟祥光;黄忠;杜娟;曾宪诚;;TritonX-100胶束溶液中2,6-二甲基苯酚催化氧化偶合反应研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集（下册）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 白毅;我发现氧化铁纳米颗粒模拟酶[N];中国医药报;2007年

2 马德超;纳米技术前途无量[N];青海日报;2000年

3 徐建兴;纳米机器人——分子仿生学新领域[N];科技日报;2001年

4 廖沐真;孕育中的新兴学科[N];科技日报;2001年

5 李晓岩;仿生化学：与生活亲密接触[N];中国化工报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 许华平;树枝状聚合物谷胱甘肽过氧化物模拟酶[D];吉林大学;2006年

2 毛世忠;半合成法构建GPx模拟酶[D];吉林大学;2006年

3 关树文;过氧化物酶模拟物DhHP-6在秀丽线虫中的抗衰老作用机制的研究[D];吉林大学;2007年

4 周立山;新型卟啉模拟酶的合成研究[D];天津大学;2003年

5 吕绍武;基于环糊精的谷胱甘肽过氧化物酶模拟物的研究[D];吉林大学;2007年

6 潘勇;新型金属酞菁及其温敏聚合物的合成和仿酶催化性能[D];浙江大学;2005年

7 杨文魁;多功能抗氧化模拟酶的构建[D];吉林大学;2007年

8 张研;APX模拟酶（DhHP-6）对肝移植供体的保护作用研究[D];吉林大学;2007年

9 陈智博;以透明质酸为骨架的新型谷胱甘肽过氧化物酶模拟酶的研究[D];吉林大学;2007年

10 霍锐;人源含硒单链抗体模拟谷胱甘肽过氧化物酶[D];吉林大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘亚丽;含铁金属有机骨架化合物的可控合成及其模拟酶性质的应用研究[D];西南大学;2014年

2 赵晓明;过氧化物酶肽类模拟物的设计、合成及酶学性质表征[D];吉林大学;2006年

3 潘宇;谷胱甘肽过氧化物酶模拟物含硒五肽的构建及其生物学效应的研究[D];吉林大学;2007年

4 杨勇;血红蛋白作为模拟酶和固定化酶的研究[D];郑州大学;2004年

5 伦艳妮;具有SOD和GPX活性的小肽设计及表达研究[D];吉林大学;2005年

6 籍月彤;具有清除羟自由基能力的GPX模拟物的研究[D];吉林大学;2008年

7 郑小郎;血红素—壳聚糖-SiO_2颗粒的制备及其催化活性研究[D];暨南大学;2009年

8 毕煌垒;基于核酸高级结构自组装的功能模拟研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2009年

9 刘阳;环糊精及其衍生物主—客体分子识别分析研究及应用[D];山东师范大学;2000年

10 杨曦;双[-6-氧-（-3-间硝基苯磺酰基—丁二酸-1，4-单酯-4-）-]-β-环糊精的合成及其在高效液相色谱固定相和光度测定中的应用[D];中南民族大学;2007年

  本文关键词：含铁金属有机骨架化合物的可控合成及其模拟酶性质的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：335787