納米酶催化—表面增強(qiáng)拉曼散射光譜法檢測(cè)葡萄糖、克侖特羅和三磷酸腺苷
發(fā)布時(shí)間:2021-06-22 06:34
自從2007年發(fā)現(xiàn)Fe3O4磁性納米顆粒是一種過(guò)氧化物模擬酶后,納米酶就作為一類新興的模擬酶發(fā)展迅速,其出色的催化活性和生物相容性吸引了廣大研究者的關(guān)注,但是它們的很多催化性能還有待進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)是一種簡(jiǎn)便、靈敏的分子光譜分析方法,同時(shí)能提供分子結(jié)構(gòu)信息。將SERS與納米酶催化相結(jié)合,可以進(jìn)一步提高方法的靈敏度。在該論文中,我們擬制備一系列的納米酶,構(gòu)建納米酶催化體系,研究其催化變化規(guī)律,并對(duì)納米酶進(jìn)行改性,探討其改性后催化增強(qiáng)機(jī)理;再結(jié)合選擇性好的生物酶催化反應(yīng)、免疫反應(yīng)和適配體反應(yīng)調(diào)控納米酶催化活性,構(gòu)建簡(jiǎn)便、靈敏、選擇性好的納米酶催化-SERS檢測(cè)平臺(tái)。在光波輻照的條件下,以檸檬酸三鈉還原AgNO3制備了穩(wěn)定性較好的SERS活性較高的橙紅色納米銀膠體(AgNP)。在pH 7.0的磷酸鹽(PBS)緩沖溶液中,葡萄糖氧化酶可以特異性催化葡萄糖生成H2O2,在催化劑和SERS基底AgNP存在時(shí),H2O2可以氧...
【文章來(lái)源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
電化學(xué)法從多壁碳納米管(MWCNT)中制備了發(fā)藍(lán)光的納米晶體
通過(guò)溶劑熱合成法進(jìn)行[50],該方法需要在密閉容器中進(jìn)行加熱反應(yīng),溫度在80-120℃之間,時(shí)間2-9天,簡(jiǎn)便,但是耗時(shí)長(zhǎng)。除了溶劑熱合成法,還有人使用離子熱合成法[62]制備COFs,該方法反應(yīng)條件苛刻,需要較高溫度(400℃),因此應(yīng)用范圍有限。基于微波法的高效,有人提出了微波加熱法[63]制備COFs,相對(duì)于溶劑熱合成法,微波加熱法所需反應(yīng)時(shí)間短得多,且表面積更大。與其他方法相比,微波加熱法合成過(guò)程更快,更清潔,為大規(guī)模應(yīng)用提供了新的可能性[64]。近幾年,有人提出了基于亞胺的COFs可以在室溫和環(huán)境大氣中輕松合成(圖1.2),也就是所謂的室溫合成法[65]。該方法無(wú)需使用密閉的容器,對(duì)COFs的參數(shù)更容易控制[64]。目前,已有報(bào)道COFs用于氣體吸附,分離和存儲(chǔ)應(yīng)用的例子。雖然其催化應(yīng)用仍然處于起步階段,但是其潛力巨大[66]。圖1.2室溫合成法制備COFs原理圖1.1.2納米酶催化的分子光譜分析應(yīng)用基于納米酶優(yōu)異的催化性能,其在分析化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸被大家所發(fā)掘。下面,簡(jiǎn)單的概述了納米酶的催化性能在光度分析、熒光分析、共振瑞利散射散射(RRS)分析
鏏u/PtNP[74]和CD[79]對(duì)待測(cè)物的檢測(cè)靈敏度因其納米酶及檢測(cè)原理不同而表現(xiàn)有較大差異。同種類型的納米酶,檢測(cè)原理不同,線性范圍和檢出限亦會(huì)有很大的差別,Li等[68]和Yun等[73]都是以AuNP作為納米酶,但它們的檢出限一個(gè)是5.0pmol/L,另一個(gè)可達(dá)到0.1pmol/L,差了100倍。這結(jié)果表明,不同的納米酶、合成方法、以及檢測(cè)原理,都將影響光度分析法的選擇性與靈敏度。一種納米酶所具備的某種特定屬性并不一定適用推廣于別的納米酶。這也是納米酶吸引廣大科研者眼球的原因,同時(shí)也促進(jìn)科研工作者不斷深入探索其性質(zhì)及應(yīng)用。圖1.3基于AuNP的催化還原策略檢測(cè)汞的原理圖1.1.2.2納米酶催化熒光分析熒光技術(shù)靈敏度高、速度快,目前已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和臨床診斷。目前,大部分的熒光法是基于淬滅劑(如重金屬離子)對(duì)熒光源的猝滅所建立;诩{米酶的催化性能所建立的熒光分析法亦有報(bào)道(表1.3),但是不多。XinLi等[81]和DanLi等[82]分別通過(guò)微波法制備了高催化氮摻雜碳點(diǎn)(CDN)和金摻雜碳點(diǎn)(CDAu),發(fā)現(xiàn)CDN和CDAu對(duì)TMB-H2O2的熒光反應(yīng)具有強(qiáng)烈的催化作用,生成的氧化產(chǎn)物TMBox在406nm處具有強(qiáng)熒光,適配體(Apt)對(duì)CDN和CDAu的催化活性有抑制,當(dāng)加入水胺硫磷(IPS)和Pb(II)時(shí),它們分別與Apt反應(yīng)形成穩(wěn)定的結(jié)合物和游離CDN和CDAu,從而恢復(fù)了催化活性;诖耍謩e建立了測(cè)定0.025-1.5μg/LIPS和0.0005-0.46μmol/LPb(II)(圖1.4)的高靈敏度納米催化方法,它們的檢出限分別為0.015μg/LIPS和0.25nmol/LPb(II)。Arul等[83-84]報(bào)告了一種簡(jiǎn)單的水熱法合成熒光氮摻雜碳點(diǎn)(CDN)的技術(shù),結(jié)果表明,熒光CDN對(duì)L-929和MCF-7細(xì)胞均具有較低的細(xì)胞毒性和良好的生物相容性。此外,CDN對(duì)硼氫化鈉還原亞甲基藍(lán)以及硼氫化鈉還?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米酶的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用[J]. 高利增,閻錫蘊(yùn). 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2013(10)
[2]金鉑納米合金催化磷鉬藍(lán)光度法測(cè)定半胱氨酸[J]. 蔣治良,姚東梅,韋燕燕. 廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[3]金屬納米粒子的制備與應(yīng)用[J]. 魏建紅,官建國(guó),袁潤(rùn)章. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(03)
[4]物理學(xué)與新型(功能)材料專題系列介紹(Ⅲ) 開(kāi)拓原子和物質(zhì)的中間領(lǐng)域──納米微粒與納米固體[J]. 張立德,牟季美. 物理. 1992(03)
本文編號(hào):3242331
【文章來(lái)源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
電化學(xué)法從多壁碳納米管(MWCNT)中制備了發(fā)藍(lán)光的納米晶體
通過(guò)溶劑熱合成法進(jìn)行[50],該方法需要在密閉容器中進(jìn)行加熱反應(yīng),溫度在80-120℃之間,時(shí)間2-9天,簡(jiǎn)便,但是耗時(shí)長(zhǎng)。除了溶劑熱合成法,還有人使用離子熱合成法[62]制備COFs,該方法反應(yīng)條件苛刻,需要較高溫度(400℃),因此應(yīng)用范圍有限。基于微波法的高效,有人提出了微波加熱法[63]制備COFs,相對(duì)于溶劑熱合成法,微波加熱法所需反應(yīng)時(shí)間短得多,且表面積更大。與其他方法相比,微波加熱法合成過(guò)程更快,更清潔,為大規(guī)模應(yīng)用提供了新的可能性[64]。近幾年,有人提出了基于亞胺的COFs可以在室溫和環(huán)境大氣中輕松合成(圖1.2),也就是所謂的室溫合成法[65]。該方法無(wú)需使用密閉的容器,對(duì)COFs的參數(shù)更容易控制[64]。目前,已有報(bào)道COFs用于氣體吸附,分離和存儲(chǔ)應(yīng)用的例子。雖然其催化應(yīng)用仍然處于起步階段,但是其潛力巨大[66]。圖1.2室溫合成法制備COFs原理圖1.1.2納米酶催化的分子光譜分析應(yīng)用基于納米酶優(yōu)異的催化性能,其在分析化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸被大家所發(fā)掘。下面,簡(jiǎn)單的概述了納米酶的催化性能在光度分析、熒光分析、共振瑞利散射散射(RRS)分析
鏏u/PtNP[74]和CD[79]對(duì)待測(cè)物的檢測(cè)靈敏度因其納米酶及檢測(cè)原理不同而表現(xiàn)有較大差異。同種類型的納米酶,檢測(cè)原理不同,線性范圍和檢出限亦會(huì)有很大的差別,Li等[68]和Yun等[73]都是以AuNP作為納米酶,但它們的檢出限一個(gè)是5.0pmol/L,另一個(gè)可達(dá)到0.1pmol/L,差了100倍。這結(jié)果表明,不同的納米酶、合成方法、以及檢測(cè)原理,都將影響光度分析法的選擇性與靈敏度。一種納米酶所具備的某種特定屬性并不一定適用推廣于別的納米酶。這也是納米酶吸引廣大科研者眼球的原因,同時(shí)也促進(jìn)科研工作者不斷深入探索其性質(zhì)及應(yīng)用。圖1.3基于AuNP的催化還原策略檢測(cè)汞的原理圖1.1.2.2納米酶催化熒光分析熒光技術(shù)靈敏度高、速度快,目前已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和臨床診斷。目前,大部分的熒光法是基于淬滅劑(如重金屬離子)對(duì)熒光源的猝滅所建立;诩{米酶的催化性能所建立的熒光分析法亦有報(bào)道(表1.3),但是不多。XinLi等[81]和DanLi等[82]分別通過(guò)微波法制備了高催化氮摻雜碳點(diǎn)(CDN)和金摻雜碳點(diǎn)(CDAu),發(fā)現(xiàn)CDN和CDAu對(duì)TMB-H2O2的熒光反應(yīng)具有強(qiáng)烈的催化作用,生成的氧化產(chǎn)物TMBox在406nm處具有強(qiáng)熒光,適配體(Apt)對(duì)CDN和CDAu的催化活性有抑制,當(dāng)加入水胺硫磷(IPS)和Pb(II)時(shí),它們分別與Apt反應(yīng)形成穩(wěn)定的結(jié)合物和游離CDN和CDAu,從而恢復(fù)了催化活性;诖耍謩e建立了測(cè)定0.025-1.5μg/LIPS和0.0005-0.46μmol/LPb(II)(圖1.4)的高靈敏度納米催化方法,它們的檢出限分別為0.015μg/LIPS和0.25nmol/LPb(II)。Arul等[83-84]報(bào)告了一種簡(jiǎn)單的水熱法合成熒光氮摻雜碳點(diǎn)(CDN)的技術(shù),結(jié)果表明,熒光CDN對(duì)L-929和MCF-7細(xì)胞均具有較低的細(xì)胞毒性和良好的生物相容性。此外,CDN對(duì)硼氫化鈉還原亞甲基藍(lán)以及硼氫化鈉還?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米酶的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用[J]. 高利增,閻錫蘊(yùn). 生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展. 2013(10)
[2]金鉑納米合金催化磷鉬藍(lán)光度法測(cè)定半胱氨酸[J]. 蔣治良,姚東梅,韋燕燕. 廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[3]金屬納米粒子的制備與應(yīng)用[J]. 魏建紅,官建國(guó),袁潤(rùn)章. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2001(03)
[4]物理學(xué)與新型(功能)材料專題系列介紹(Ⅲ) 開(kāi)拓原子和物質(zhì)的中間領(lǐng)域──納米微粒與納米固體[J]. 張立德,牟季美. 物理. 1992(03)
本文編號(hào):3242331
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