發(fā)布時間：2020-06-13 16:01

【摘要】：納米多孔金屬材料由于其獨特的三維連續(xù)韌帶-孔洞結(jié)構(gòu),被認為是未來最重要的新型材料之一。在眾多的研究領(lǐng)域中,納米多孔金屬材料在氧還原、電催化方面已經(jīng)取得了卓越的成果,所以越來越多的研究者開始探索其他的研究領(lǐng)域,自2007年閻錫蘊課題組首次發(fā)現(xiàn)磁性Fe_3O_4納米粒子具有內(nèi)在的過氧化物酶活性以來,貴金屬、金屬氧化物、碳基材料等被發(fā)現(xiàn)也具有模擬酶活性。與天然酶相比,模擬酶具有很強的耐受性、高催化活性以及易制備等優(yōu)點。本文采用熔體快淬-去合金化相結(jié)合的方法制備納米多孔氧化鈰(NP-CeO_2)、納米多孔鉑鐵(NP-PtFe)、納米多孔鉑釔(NP-PtY),一方面探究作為模擬酶時的催化活性及對小分子的檢測,另一方面研究作為電極修飾材料在電化學傳感器中的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下:(1)采用熔體快淬-去合金化相結(jié)合的方法制備了具有大面積均勻針狀結(jié)構(gòu)的NP-CeO_2。以NP-CeO_2為模擬酶,通過酶抑制比色分析法間接檢測有機磷農(nóng)藥(OPs)馬拉硫磷(malathion)。X射線光電子能譜分析儀(XPS)測得的NP-CeO_2中Ce~(3+)/Ce~(4+)價態(tài)含量比例大于1,因此該體系呈現(xiàn)氧化模擬酶活性。以比色體系NP-CeO_2+TMB(3,3′,5,5′-四甲基聯(lián)苯胺)作為檢測平臺,探究孵育體系中乙酰膽堿酯酶(AChE)和malathion濃度與吸光度(Absorbance)的關(guān)系,得出AChE濃度在0.1~12 mU m L~(-1)范圍內(nèi),與吸光度呈現(xiàn)良好線性關(guān)系,檢出限(LOD)為0.048 mU m L~(-1)(S/N=3),malathion濃度在0.1~8 nM和8~45 nM時,與各自濃度范圍內(nèi)的吸光度具有很好的線性關(guān)系,LOD為0.056 nM(18.5 ng L~(-1))。實驗證明酶抑制比色分析法對AChE和malathion都具有很寬的線性范圍和很低的檢出限,是一種靈敏的檢測方法。加標回收實驗證明該方法可用于實際樣品的分析檢測,回收率在96.5%和101.3%之間,具有較高的精密度和準確度。(2)采用熔體快淬-去合金化法制備NP-PtFe,對亞硫酸鹽濃度和吸光度的關(guān)系進行了研究。NP-PtFe在雙底物(H_2O_2和TMB)催化體系中作為過氧化物酶,在相同條件下,測定NP-PtFe和辣根過氧化物酶(HRP)的米氏常數(shù)(K_m),得出NP-PtFe和HRP對H_2O_2和TMB都具有較好的親和力。亞硫酸鈉濃度在0.08?7μM濃度范圍內(nèi)具有很好的線性關(guān)系,LOD為24 nM。(3)將NP-PtY和石墨烯(GR)復合材料修飾玻碳電極(GCE),構(gòu)建的NP-PtY/GR/GCE電化學傳感器來測定多巴胺(DA),與裸電極、GR/GCE、NP-Pt/GCE相比,NP-PtY/GR/GCE具有更強的電催化活性。通過差分脈沖伏安法(DPV)測得多巴胺(DA)的線性范圍為0.9到82μM(0.16 V vs.SCE),LOD為0.36μM,對酪胺,色胺,苯乙胺,尿酸(UA)和抗壞血酸(AA)具有良好的選擇性。良好的電催化活性得益于復合材料的高孔隙率以及Pt和Y之間的協(xié)同作用。另外,Pt基金屬材料對生物小分子具有很好的生物相容性。
【圖文】：

1.1Au@Pt 納米棒模擬氧化酶和過氧化物酶的性能及其在免疫分析中Fig. 1.1 Au@Pt nanorods as oxidase and peroxidase mimic and the applicatimmunoassay氧化物納米材料氧化物通常帶有磁性，一般被認為是生物和化學上的惰性材料。除了 ，其他的經(jīng)過修飾的鐵磁性材料也具有類似的模擬酶活性。例如 Fe2+、λO4等粒子都表現(xiàn)出過氧化物模擬酶活性。Zhang 等[13]制備了普魯士藍3（PBMNPs），實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn) PB 的增加會導致 PBMNPs 模擬酶活性變經(jīng)過普魯士藍修飾的 λ-Fe2O3體系中引入了大量的 Fe2+活性中心，使得加，，增強了對 TMB 的親和力。Yan[14]等人制備出了超薄的 MnO2納米酶來檢測有機磷農(nóng)藥對氧磷。具體原理圖如 1.2。得到對氧磷的線性到 0.1 μg mL-1，檢出限為 1.0 ng mL-1。

基于納米多孔金屬材料的比色和電化學傳感分圖 1.2 MnO2催化反應(yīng)機理.2 Schematic of colorimetric platform for AChE activity and its ，特別是Co3O4，Qin等[15]報道了Co3O4NPs的過氧化物模擬能來源于過氧化物酶與底物之間的電子轉(zhuǎn)移，反應(yīng)機理如圖的線性檢測范圍為0.2～16 μM，檢出限為0.053 μM。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1;TP212

【參考文獻】

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1 孫俊哲;納米結(jié)構(gòu)Pt、Pd催化劑的設(shè)計、制備與電催化性能研究[D];山東大學;2014年

本文編號：2711411