本文關(guān)鍵詞：碳點的合成與分離以及MOFs與酶相互作用的研究

  更多相關(guān)文章： 碳點 尺寸分離 柱層析 金屬有機骨架 固定化酶 辣根過氧化物酶

【摘要】：碳點(CDs)作為碳納米材料家族中的成員,由于具有激發(fā)波長依賴性和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性等優(yōu)勢,已成為一種新的類似量子點的熒光納米材料。碳點的這種發(fā)光特性可能與它的尺寸分布有關(guān),因此我們試圖將碳點中不同尺寸的組分分離,并探究發(fā)光特性與尺寸大小的關(guān)系。金屬有機骨架(MOFs)在材料科學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)引起人們廣泛關(guān)注,它的熱和機械穩(wěn)定性以及較大的孔隙容積使其在選擇性催化、傳感器和高效氣體儲存等先進(jìn)的應(yīng)用方面具有潛在的價值。大的孔隙結(jié)構(gòu)和較高的比表面積使其有望成為固定蛋白質(zhì)的理想載體。本文首先采用水熱法合成幾種不同的CDs,并對其進(jìn)行表征;通過葡聚糖凝膠層析柱對低量子產(chǎn)率的碳點進(jìn)行尺寸分離;然后對MOFs材料與目標(biāo)物質(zhì)辣根過氧化物酶(HRP)相互作用進(jìn)行了研究,主要包括以下兩部分的內(nèi)容:1、CDs的制備與分離用檸檬酸鈉與醋酸銨作為反應(yīng)物,水熱法合成碳點,并優(yōu)化了最佳的醋酸銨量、時間以及溫度等實驗條件。再以有機物檸檬酸鈉和乙二胺作為反應(yīng)原料,采用水熱合成的方法制備了量子產(chǎn)率為4.7%的CDs,對其進(jìn)行FT-IR、UV-Vis和熒光等光譜表征,研究它的發(fā)光性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該CDs具有明顯的波長調(diào)制性和上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性,進(jìn)一步通過不同規(guī)格(Sephadex G-50和Sephadex G-10)的葡聚糖凝膠層析柱對CDs不同尺寸的組分進(jìn)行分離,Sephadex G-10的實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)分離前后的不同組分的激發(fā)波長、發(fā)射波長和量子產(chǎn)率具有明顯改變,說明柱層析技術(shù)能基本實現(xiàn)碳點中不同尺寸組分的分離,并且證明碳點的發(fā)光性質(zhì)與其尺寸有關(guān)。2、MOFs與HRP相互作用的研究以多孔材料MOFs為固定化載體,HRP為目標(biāo)酶,采用紫外-可見分光光度計檢測特定波長下目標(biāo)物質(zhì)的吸光度值。首先研究了MOFs對HRP的吸附作用,實驗結(jié)果表明HRP能很好地吸附在MOFs上,固定化效率較高(77.76%);采用氮氣吸附/脫附和FT-IR手段對固載HRP前后的MOFs進(jìn)行表征,進(jìn)一步證實了HRP不僅能吸附于MOFs表面,并能進(jìn)入到MOFs的孔道內(nèi);通過吸附等溫曲線探討材料與酶的作用機理,結(jié)果顯示HRP在MOFs材料上的吸附更符合Langmuir模型,屬于單分子層的物理吸附;最后以鄰苯二胺OPD為顯色底物對固定化HRP催化H2O2的活性進(jìn)行評價,發(fā)現(xiàn)固定化后的酶與底物的親和作用比游離酶的親和作用更強,活性更高,并可以重復(fù)多次使用,所以多孔MOFs材料可以作為酶固定化的良好載體。
【關(guān)鍵詞】：碳點 尺寸分離 柱層析 金屬有機骨架 固定化酶 辣根過氧化物酶
【學(xué)位授予單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ422
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-26
• 1.1 納米碳點的簡介9-14
• 1.1.1 碳點的制備方法9-11
• 1.1.2 碳點的性質(zhì)11-12
• 1.1.3 碳點的應(yīng)用12-14
• 1.2 尺寸的分離14-20
• 1.2.1 納米顆粒的分離方法14-17
• 1.2.2 碳點的尺寸分離17-20
• 1.3 金屬有機骨架材料簡介20-24
• 1.3.1 MOFs材料的定義和結(jié)構(gòu)特點20-21
• 1.3.2 MOFs材料的應(yīng)用21-24
• 1.4 本論文的選題思路與主要研究內(nèi)容24-26
• 2 碳點的制備與尺寸分離26-41
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實驗部分27-29
• 2.2.1 材料與試劑27
• 2.2.2 實驗儀器27-28
• 2.2.3 碳點的合成及表征28-29
• 2.2.4 碳點的柱層析尺寸分離29
• 2.3 結(jié)果與討論29-40
• 2.3.1 水熱法制備CDs反應(yīng)條件的優(yōu)化29-33
• 2.3.2 碳點的表征33-35
• 2.3.3 不同量子產(chǎn)率碳點的光譜特性35-36
• 2.3.4 不同規(guī)格葡聚糖凝膠分離碳點36-40
• 2.4 小結(jié)40-41
• 3 辣根過氧化物酶HRP與MOFs材料的相互作用41-53
• 3.1 引言41-42
• 3.2 實驗部分42-44
• 3.2.1 材料與試劑42-43
• 3.2.2 實驗儀器43
• 3.2.3 實驗方法43-44
• 3.3 結(jié)果與討論44-52
• 3.3.1 MOFs對HRP的吸附行為44-45
• 3.3.2 MOFs與HRP/MOFs的表征45-47
• 3.3.3 吸附性能的評價47-50
• 3.3.4 固定化酶的催化活性50-52
• 3.4 小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況59-60
• 致謝60

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本文編號：1000873