本发明专利技术提供了一种CsxWO3类过氧化物模拟酶及其制备方法和应用。该CsxWO3类过氧化物模拟酶具有类过氧化物酶的活性，它能催化H2O2产生大量的羟基自由基，高效氧化底物3,3',5,5'-四甲基联苯胺产生显色反应。与葡萄糖氧化酶联用，可通过测定氧化后的3,3',5,5'-四甲基联苯胺的紫外吸收值，间接检测出溶液中葡萄糖含量，检测限为0.1μM。CsxWO3纳米材料相比于辣根过氧化物酶（HRP），具有制备工艺简单，成本低，化学活性稳定等优点，且其催化效果和适用性都要高于天然过氧化物酶，可以作为天然过氧化物酶的替代物。
【技术实现步骤摘要】
一种CsxWO3类过氧化物模拟酶的制备及应用
本专利技术涉及纳米
和酶催化领域，具体涉及一种CsxWO3类过氧化物模拟酶及其制备方法和应用。
技术介绍
糖尿病现已经成为影响人类正常生活的一种疾病，一般情况下人体内的葡萄糖的浓度为3-8mM，而糖尿病患者体内的葡萄糖的浓度为9-40mM。葡萄糖浓度是诊断糖尿病的一项关键性的指标，目前已经有很多的检测方式用于检测葡糖糖的浓度，常见的有:高效液相色谱、电化学、比色法等。其中比色法因与其它方法相比较具有较高的灵敏度、操作简便、成本低等优点受到人们更多的关注。而大量的葡萄糖传感器是基于辣根过氧化酶比色法建立起来的，但是，天然酶来源有限，提纯困难，价格昂贵，而且为了保持其洁性，对实验条件和操作环境的要求都较为苛刻，使其应用受到了极大的限制，因此模拟酶的开发及应用研究越来越受到人们的关注。自从Fe3O4纳米颗粒被发现具有与辣根过氧化酶类似的催化性质后，人们研究出了一系列具有类过氧化物酶功能的纳米材料。这类纳米模拟酶具有制备过程简便、贮存条件简单、成本低、耐高温和耐酸碱等优点，已经成为了人们重点研究的对象，因此继续发现新的蕴含催化活性的纳米材料，发掘新型的纳米模拟酶是目前研究的一个重要方向。通过我们的前期调研发现许多具有光热效应的纳米材料比如Fe3CVCuS、普鲁士蓝、Au等都具有纳米模拟酶的性质。根据之前Chong shenGuo等人在Nanoscale上报道了 CsxWO3作为光热材料，在近红外处具有很高的吸收，且具有高转换率，因此可以用于肿瘤的光热治疗。基于以上的研究我们认为CsxWO3纳米棒也可能具有类似的模拟酶的催化活性和应用，这个设想是首次被提出和验证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于是提供及一种CsxWO3类过氧化物模拟酶及其制备方法和应用。CsxWO3纳米材料可以催化H2O2产生强氧化性的羟基自由基，高效氧化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺(TMB)产生显色反应。具有反应时间短、显色快、催化效果和适用性都要高于天然过氧化物酶的特点，可应用于血液、食品中葡萄糖含量的检测。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案: 一种CsxWO3类过氧化物模拟酶，所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶为CsxWO3纳米材料，其具有类过氧化物酶的活性。所述的CsxWO3纳米材料能催化H2O2产生大量的羟基自由基。所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶的应用:与葡萄糖氧化酶联用，用于溶液中葡萄糖含量的测定。CsxWO3纳米材料能催化H2O2产生强氧化性的羟基自由基，高效氧化底物3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺产生显色反应，然后通过测定氧化后的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺(oxTMB)的紫外吸收值，间接检测出溶液中葡萄糖含量。葡萄糖检测的线性范围为:0.005 -1mM，检测限为0.1 μ M0所述的显色反应为将3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺、CsxWO3纳米材料和H2O2加入到缓冲溶液中反应，溶液由无色变蓝色。所述的显色反应条件为PBS缓冲液，ρΗ=4.0，温度为35°C，3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺的浓度为0.6mM, H2O2的浓度为50mM。所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶的制备方法:将WCl6在搅拌下溶解于无水乙醇中，加入CsOH.H2O,分散均匀后，再加入无水冰醋酸；将所得混合溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，235°C反应20h ;离心水洗，乙醇清洗数次，然后在60°C下真空干燥12h制得CsxWO3纳米材料。更具体的:0.2976g WCl6在强烈搅拌下溶解于40mL无水乙醇中，然后将0.0636g CsOH-H2O加入到之前溶解的微黄色的WCl6乙醇溶液中；在混合溶液分散均匀后将IOmL的无水冰醋酸加入到上述溶液中，将混合溶液转移到IOOmL的聚四氟乙烯反应釜中，在235°C反应20h，得到深蓝色的产物，离心水洗，乙醇清洗数次，最后得到的产物在60°C下真空干燥12h。CsxWO3纳米材料具有类过氧化物酶活性的研究: I) CsxWO3纳米材料能够催化H2O2氧化底物产生显色反应:将CsxWO3纳米材料、TMB和H2O2加入到25 mM, pH=4.0的PBS缓冲溶液中，摇匀，反应30 min，然后用紫外分光光度计测定652nm波长的吸收值。如图1所示，CsxW03+H202+TMB实验组相比于其他对照组具有较高的吸收值，说明CsxWO3纳米材料的确能够催化H2O2将TMB氧化成oxTMB。2) CsxWO3纳米材料能催化H2O2产生羟基自由基，所产生的羟基自由基与底物对苯二甲酸反应，产生荧光性物质，其最大吸收波长为425nm，随着反应的进行，荧光值越来越高，如图2所示，说明CsxWO3纳米材料的酶催化机制是芬顿反应机理，催化H2O2产生羟基自由基。CsxWO3纳米材料作为类过氧化物酶的应用: 水溶液中葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化下和氧发生反应可定量产生H2O2,而CsxWO3纳米材料可催化H2O2产生强氧化性的羟基自由基，然后将TMB氧化成oxTMB，通过测定oxTMB的紫外吸收值，间接检测出溶液中葡萄糖含量。本专利技术在上述技术方案的基础上考察了不同因素的变量对本专利技术的影响: 1、考察了所用缓冲溶液PH对CsxWO3纳米材料催化H2O2氧化TMB的影响，确定最佳pH。2、考察了温度对CsxWO3纳米材料催化H2O2氧化TMB的影响，确定最佳的温度。本专利技术的有益效果在于: 本专利技术首次发现CsxWO3纳米材料具有类过氧化物酶的催化活性，并将其应用于溶液中葡萄糖含量的测定。CsxWO3纳米材料作为类过氧化物酶用于葡萄糖的测定，具有反应时间短、显色快等优点，其催化效果和适用性都要高于天然过氧化物酶。且相比于辣根过氧化物酶(HRP)，具有制备工艺简单，成本低，化学活性稳定等优点，可以作为天然过氧化物酶的替代物。与葡萄糖氧化酶联用，可构建简单、快速、低成本的比色法用于检测葡萄糖浓度，检测限为0.1 μ Mo【附图说明】图1为CsxWO3纳米材料催化TMB的显色反应的紫外-可见光谱图；纵坐标为吸收值，横坐标为波长(纳米); 图2为CsxWO3纳米材料纳米颗粒催化机理研究；纵坐标为荧光强度，横坐标为为波长(纳米)； 图3为CsxWO3纳米材料的TEM图，所合成纳米棒形貌的纳米材料，颗粒的长约为150nm,宽为 15nm ； 图4为不同pH值对CsxWO3纳米材料催化H2O2氧化TMB的影响；纵坐标为相对强度，横坐标为pH值； 图5为不同温度条件对CsxWO3纳米材料催化H2O2氧化TMB的影响；纵坐标为相对强度，横坐标为温度(°C); 图6为利用CsxWO3纳米棒间接检测葡萄糖浓度的紫外-可见光谱图，纵坐标为吸收值，横坐标为葡萄糖浓度； 图7为低浓度时测定葡萄糖含量的线性回归图谱，纵坐标为吸收值，横坐标为葡萄糖浓度。【具体实施方式】实施例1 在温度35 °C条件下，将50 μ g/ml的CsxWO3纳米材料加入到2.275ml溶有TMB(0.6mM)的PBS (pH=4.0)缓冲溶液中，加入50mM的H2O2溶液，反应30min，然后在紫外分光光度计上测量652nm的吸收值(见图1);图1结果显示CsxWO3组在6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种CsxWO3类过氧化物模拟酶，其特征在于：所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶为 CsxWO3 纳米材料，其具有类过氧化物酶的活性。
【技术特征摘要】
1.一种CsxWO3类过氧化物模拟酶，其特征在于:所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶为CsxWO3纳米材料，其具有类过氧化物酶的活性。2.根据权利要求1所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶，其特征在于:所述的CsxWO3纳米材料能催化H2O2产生大量的羟基自由基。3.—种如权利要求1所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶的应用，其特征在于:与葡萄糖氧化酶联用，用于溶液中葡萄糖含量的测定。4.根据权利要求3所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶的应用，其特征在于=CsxWO3纳米材料能催化H2O2产生强氧化性的羟基自由基，高效氧化底物3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺产生显色反应，然后通过测定氧化后的3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺的紫外吸收值，间接检测出溶液中葡萄糖含量。5.根据权利要求4所述的CsxWO3类过氧化物模拟酶的应用，其特征在于:葡萄糖检测的线性范围为...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱春玲，占红梅，李子彬，谢增鸿，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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