一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳及其制备方法和应用，本发明专利技术以浒苔为原料，通过简单高温煅烧即获得一种同时具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳，本发明专利技术的生物质无定形碳还可基于其仿氧化酶性质对酸性磷酸酶进行定性和定量检测，同时本发明专利技术生物质材料原料廉价易得，制备方法简单，绿色环保，因此在分析化学、催化领域、生物医药以及环境工程方面具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳及其制备方法和应用
本专利技术属于纳米材料、催化及分析化学
，具体涉及一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳及其制备方法和应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。在过去的几年中，针对基于纳米材料的酶模拟物(纳米酶)进行了广泛的研究，与天然酶相比，它们具有更加优越的性能，如低成本，高稳定性，并且易于制备和易于修饰，可以替代天然酶进行一系列的催化作用。目前已报道的模拟酶一般只具有一种仿酶活性，如仿过氧化物酶性质，仿氧化酶性质或仿超氧化物歧化酶性质等，而具有多种酶活性的材料并不常见。碳材料由于其价格低廉、原料丰富等优点，已经成为环境友好型生物传感器的理想选择。天然生物质碳材料，其绿色环保，易于获得的特点引起了广泛的关注。但一些碳材料如碳量子点、碳纳米管等合成时需要严格控制反应条件，较难控制其形貌。另外，与众多仿酶材料一样，其一般只具有仿过氧化物酶性质，而不具备仿氧化酶性质。据报道，一般具有仿氧化酶性质的仿酶材料都含有贵金属或过渡金属，价格相对昂贵，极大限制了其推广使用。酸性磷酸酶(acidphosphatase，ACP)广泛存在于体内各组织、细胞和体液中。农业上，ACP活性已被用于确定作物生长的土壤最佳pH值。在临床上，ACP的活性被认为是影响疾病诊断的重要因素，如前列腺疾病，骨骼疾病，血液疾病等。因此对ACP进行准确的定量分析具有重大的意义。目前检测ACP活性的方法中，一般是荧光分光光度法，电化学生物传感法等，但这些方法操作比较复杂，且有些还需要较为昂贵的检测设备，不利于实际检测的推广应用。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有双重仿酶活性的生物质无定形碳，本专利技术以浒苔为原料，通过简单高温煅烧即获得一种同时具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳，具有良好的实际应用价值。本专利技术通过如下技术方案实现的：本专利技术的第一个方面，提供一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳的制备方法，所述制备方法包括：S1、将浒苔置于脱色液中进行脱色处理直至浒苔变为白色；S2、将经步骤S1处理后的浒苔进行高温煅烧即得。所述步骤S1中，所述脱色液为次氯酸钠、无水乙醇和水的混合溶液；所述步骤S2中，高温煅烧具体条件为：850～950℃煅烧1～3小时(优选为900℃煅烧2小时)。本专利技术的第二个方面，提供基于上述制备方法制备得到的生物质无定形碳。本专利技术的第三个方面，提供基于上述生物质无定形碳在酸性磷酸酶检测中的应用。所述应用具体方法为：将待测酸性磷酸酶、抗坏血酸磷酸酯钠、上述生物质无定形碳和显色剂加入醋酸缓冲液中，进行孵育处理；通过比色法对酸性磷酸酶进行分析。本专利技术的第四个方面，提供一种用于检测酸性磷酸酶的比色传感器，所述比色传感器至少包括上述生物质无定形碳。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术利用一种绿色环保的生物质材料浒苔，通过简单的高温煅烧合成了生物质无定形碳，合成方法简单、可控，无需精密的操作，也不涉及复杂的化学反应，解决了传统碳材料合成方法的复杂、不可控性。(2)本专利技术发现了具有仿氧化酶性质的生物质无定形碳，首次公开了浒苔基生物质无定形碳具有仿氧化酶的性质。(3)本专利技术合成了具有双重仿酶活性的生物质无定形碳，即所述生物质碳同时具有仿氧化酶活性和仿过氧化物酶活性。(4)本专利技术合成的具有双重仿酶活性的生物质无定形碳，其最适pH为3.3，在弱酸性条件下(pH3.0-5.0)下同时表现出仿氧化酶和仿过氧化物酶性质。(5)本专利技术利用生物质无定形碳的仿氧化酶性质实现了对酸性磷酸酶的定性和定量检测。综上，本专利技术首次公开了一种同时具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的浒苔基生物质无定形碳材料，该材料原料廉价易得，制备方法简单，绿色环保，因此本专利技术在分析化学、催化领域、生物医药以及环境工程等方面具有广阔的应用前景。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例1的浒苔基生物质无定形碳的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例2中浒苔基生物质无定形碳的仿氧化酶活性效果图；图3为本专利技术实施例3中浒苔基生物质无定形碳的仿过氧化物酶活性效果图；图4为本专利技术实施例4中浒苔基生物质无定形碳仿氧化酶活性的pH优化效果图；图5为本专利技术实施例5中浒苔基生物质无定形碳仿过氧化物酶活性的pH优化效果图；图6为本专利技术实施例6中酸性磷酸酶检测的定性检测照片；图7为本专利技术实施例7中酸性磷酸酶检测的定量检测标准工作曲线图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。应理解，本专利技术的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。本专利技术的一个具体实施方式中，提供一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳的制备方法，所述制备方法包括：S1、将浒苔置于脱色液中进行脱色处理直至浒苔变为白色；S2、将经步骤S1处理后的浒苔进行高温煅烧即得。本专利技术的又一具体实施方式中，所述步骤S1中，所述脱色液为次氯酸钠、无水乙醇和水的混合溶液；所述次氯酸钠、无水乙醇和水的用量比例为10～15g：5～10mL：1100～1300mL(优选为12g：9mL：1200mL)；通过控制三者用量，有利于提高浒苔脱色效率；脱色处理过程中，优选置于高温环境中，加速浒苔脱色；因此，在本专利技术的一个具体实施方式中，所述脱色处理过程中环境温度控制为70～80℃(优选为75℃)；本专利技术的又一具体实施方式中，所述步骤S2中，高温煅烧具体条件为：850～950℃煅烧1～3小时(优选为900℃煅烧2小时)。本专利技术的又一具体实施方式中，提供上述制备方法制备得到的生物质无定形碳。所述生物质无定形碳在弱酸性条件下同时具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性，同时，基于仿氧化酶活性，可以用于对酸性磷酸酶进行检测。本专利技术的又一具体实施方式中，提供上述生物质无定形碳在酸性磷酸酶中的应用。本专利技术的又一具体实施方式中，所述应用具体方法为：将待测酸性磷酸酶(优选为0.8-25U/L)、抗坏血酸磷酸酯钠(优选为0.3mmol/L)、生物质无定形碳(优选为30μg/mL)和显色剂加入醋酸缓冲液(优选pH3.3,100mmol/L)中，进行孵育处理；通过比色法对酸性磷酸酶进行分析。本专利技术的又一具体实施方式中，所述孵育处理条件为35～40℃(优选37℃)处理15～30分钟(优选为20分钟)；本专利技术的又一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、将浒苔置于脱色液中进行脱色处理直至浒苔变为白色；S2、将经步骤S1处理后的浒苔进行高温煅烧即得。

【技术特征摘要】
1.一种具有仿氧化酶和仿过氧化物酶活性的生物质无定形碳的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1、将浒苔置于脱色液中进行脱色处理直至浒苔变为白色；S2、将经步骤S1处理后的浒苔进行高温煅烧即得。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述脱色液为次氯酸钠、无水乙醇和水的混合溶液。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述次氯酸钠、无水乙醇和水的用量比例为10～15g：5～10mL：1100～1300mL(12g：9mL：1200mL)。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱色处理过程中环境温度控制为70～80℃(优选为75℃)。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，高温煅烧具体条件为：850～950℃煅烧1～3小时(优选为900℃煅烧2小时)。6.权利要求1-5任一项所述制备方法制备得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱骅，任涵，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东,37