碳量子点过氧化物模拟酶的制备及其在体液分析中的应用

发布时间：2020-06-08 22:41

【摘要】：论文首先总结了过氧化物模拟酶的研究进展和现状,通过比较讨论了碳量子点(CQDs)模拟酶的优势,介绍了血清、尿液中葡萄糖、谷胱甘肽、肌氨酸等物质的一些传统检测方法。采用天然物质制备了具有过氧化物模拟酶性质的CQDs,结合氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TM6)显色反应及刻蚀金纳米棒,构建了检测血清中的葡萄糖和谷胱甘肽、尿液中的葡萄糖和肌氨酸的新方法,探究了其检测的条件。具体内容如下(1)以烟炱或荔枝皮为原料,经过清洗、硝酸回流、中和、透析、真空干燥等步骤制备CQDs,并对其进行红外光谱、透射电镜等表征。在H202存在条件下,CQDs可催化TMB生成氧化态的TMB(ox-TMB),说明所制备的CQDs具有过氧化物模拟酶特性(2)建立了一种以CQDs为过氧化物模拟酶,TMB氧化法比色测定尿液中葡萄糖的新方法。以TMB为底物,其基本原理是在有氧条件下,经葡萄糖氧化酶的催化作用,葡萄糖被氧化生成葡萄糖酸和H202;在CQDs的催化下,H202氧化TMB产生显色反应。研究了温度、pH值等条件对催化性能的影响。结果表明,pH为3.5、温度为35℃、0.5 mMTMB、1μg·mL-1 CQDs时,将此方法用于检测葡萄糖,在葡萄糖浓度为0.025-0.40 mM范围内呈现良好的线性,检出限为5.10 →M,尿液中的常见物质不干扰测定,实际尿液中的加标回收率为95.0%-105.1%,方法的分析性能满足微量分析要求。(3)建立了一种TMB氧化法比色测定血清中的谷胱甘肽的新方法,利用所得CQDs过氧化物模拟酶在H202存在的条件下,可以催化氧化TMB形成特征吸收峰在652 nm的ox-TMB。研究发现,GSH的引入可抑制ox-TMB的生成,导致在652 nm处的吸光度降低。在此基础上,研制了一种用于谷胱甘肽检测的高灵敏度比色检测方法。同时系统探索了体系的pH、温度、H202、CQDs、TMB浓度等不同实验变量对该方法分析性能的影响。在GSH浓度为0.05-20μM范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.016 μM。且该方法成功地应用于人血清中谷胱甘肽的测定,回收率为95.7%-103.6%。(4)金纳米棒(GNRs)在可见或近红外范围内表现出强局域表面等离子体共振,广泛应用于比色分析。本章提出了以CQDs为过氧化物模拟酶的金纳米棒蚀刻测定葡萄糖的比色法。葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化生成H202,在CQDs的催化作用催化H202氧化r生成I2。由于金纳米棒的尖端具有较高的反应活性,由此,金纳米棒被I2沿纵向进行刻蚀,其纵向吸收波长发生蓝移。在优化的最佳条件下,△W和葡萄糖浓度在0.01-2.0 mM范围内呈现良好的线性关系(AW=W0-W,其中W0和W分别是刻蚀前后的最大吸收波长),其检出限为0.003 mM。更重要的是,该方法在测定人体血清中葡萄糖方面具有潜在的应用价值。(5)设计了一种以CQDs为过氧化物模拟酶的蚀刻GNRs测定肌氨酸的比色法。肌氨酸氧化酶催化肌氨酸氧化生成H202,在CQDs的催化作用下H202氧化r生成I2,由此,金纳米棒被I2沿纵向进行刻蚀,其最大吸收波长发生蓝移。在优化的最佳条件下,在肌氨酸浓度为0.01-0.8μM范围内呈现良好的线性,检出限为0.033μM。该方法在人体尿液肌氨酸的测定中获得了满意结果。
【图文】：

ＭＮＰｓ的类酶催化活性相结合，对Ｈ２０２和葡萄糖的检测均有较大响应，线性范围分别逡逑为邋５ＸＨＴ６？ｌｘｌ0４邋ｍｏｌ．Ｌ—１，邋５邋ＸＨＴ５？ＩＸ邋１（Ｔ３邋ｍｏｌ．Ｌ—１。Ｙａｎ邋和邋Ｗｅｉ邋的工作极大地拓宽了逡逑金属氧化物基纳米材料尤其是磁性氧化铁的应用。例如，在乙酰胆碱存在下，，乙酰胆碱逡逑酯酶（ＡＣｈＥ）和胆碱氧化酶可以催化Ｈ２０２的形成。然后，Ｆｅ３０４邋ＭＮＰｓ可以催化比色逡逑底物的氧化产生显色反应。然而，与有机磷神经毒素孵育后，ＡＣｈＥ的酶活性被抑制，逡逑产生较少的Ｈ２０２，导致比色底物在Ｆｅ３０４邋ＭＮＰ过氧化物酶模拟物上的催化氧化减少（图逡逑１４ｂ）。基于这一原理，实现了一种快速检测有机磷农药和神经因子的比色分析法［４６）。逡逑从这些报道开始，利用其他金属氧化物纳米材料（如ＣｕＯ、Ｍｎ０２、Ｖ２０５、Ｃｏ３０４和Ｃｅ０２）逡逑模拟过氧化物酶的研宄己成为热点［４７］。例如，Ｃ．ｅ０２纳米颗粒是模拟几种天然氧化还原逡逑酶的活性的最广泛使用的金属氧化物催化剂之一，这在很大程度上取决于Ｃｅ４＋和Ｃｅ３＋逡逑之间的氧化状态的转换。这些纳米酶的效率强烈地依赖于Ｃｅ４＋／Ｃｅ３＋比［４８］。在２０１５年，逡逑Ｚｈａｏ课题组开发了一种新型的纳米复合材料，通过将Ｃｅ０２分散在丁丨０２纳米管上，显示逡逑出内在的过氧化物模拟酶特性１４７］，且证明Ｃｅ３＋是催化活性中心。逡逑⑷

处理、等离子体处理和微波合成等任何工艺。逡逑Ｓｈｉ使用蜡烛烟灰作为碳源，制备了具有过氧化物模拟酶性质的ＣＱＤｓ，可催化Ｈ２０２逡逑氧化ＴＭＢ生成蓝色的ｏｘ－ＴＭＢ，如图１－６所示，在ＴＭＢ反应的基础上，成功地将ＣＱＤｓ逡逑用于过氧化氢和葡萄糖的检测。［６１］逡逑Ａ逦

本文编号：2703753