级联纳米酶及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出一种级联纳米酶及其制备方法与应用，属于生物催化技术领域。所述级联纳米酶包括含有配体的二维金属有机骨架纳米片、与所述二维金属有机骨架纳米片结合的金纳米颗粒，其中，所述配体为血红素、四羧基(苯基)卟啉中至少一种。本发明专利技术级联纳米酶主要用于检测葡萄糖的含量。以金属盐和配体形成的二维金属有机骨架过氧化物模拟酶纳米片作为载体，将金纳米颗粒(AuNPs)通过静电引力结合到过氧化物模拟酶纳米片的表面，形成人工纳米酶，如此，可将二维金属有机骨架纳米片的过氧化物模拟酶作用和AuNPs的葡萄糖氧化模拟酶作用结合在一起，从而构成级联反应。从而构成级联反应。从而构成级联反应。

【技术实现步骤摘要】
级联纳米酶及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物催化
，尤其涉及一种级联纳米酶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]临床中，生物检测如葡萄糖检测等最常用的方法是酶联免疫法(ELISA)，这是一种通过反应体系相应的信号变化来定量测量组分的传统方法。然而，由于相应试剂盒的研制及开发周期长，成本高，检测需要专业人员进行等因素，限制其广泛应用。
[0003]纳米酶因其独特的酶催化性能，近年来受到了广泛的关注。众所周知，监测脑组织中的葡萄糖水平是很重要的，葡萄糖作为一种影响神经系统的重要的化学物质，其参与了许多生理和病理的大脑功能，例如学习和记忆，并与脑缺血有关。
[0004]然而，纳米酶进行葡萄糖检测技术的研究尚处在早期阶段，很多潜在的问题尚未解决，例如，大多数纳米酶与天然酶相比催化活性较低，且底物选择性较差等。因此，亟需开发出一种制作成本低、检测便利的高灵敏度检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种级联纳米酶，旨在解决利用比色法检测葡萄糖含量的同时，天然酶的成本高易失活等问题。
[0006]本专利技术提出一种级联纳米酶，所述级联纳米酶包括含有配体的二维金属有机骨架纳米片、与所述二维金属有机骨架纳米片结合的金纳米颗粒，其中，所述配体为血红素、四羧基(苯基)卟啉中至少一种。
[0007]进一步地，所述金纳米颗粒结合在所述二维金属有机骨架纳米片的表面。
[0008]进一步地，所述级联纳米酶的尺寸为1
‑
5μm；r/>[0009]优选的，所述级金纳米颗粒的粒径为1
‑
10nm。
[0010]本专利技术还提出上述任一所述的级联纳米酶的制备方法，包括如下步骤：
[0011]将四氯合金溶液加入含有配体的二维金属有机骨架纳米片的溶液中，混合，加入单宁酸溶液，洗涤，离心，得级联纳米酶。
[0012]进一步地，含有配体的二维金属有机骨架纳米片，由包括如下步骤制备而得：
[0013]将金属盐和聚乙烯吡咯烷酮溶于溶剂中，搅拌，滴加配体溶液，超声处理后，加热反应；将反应混合物冷却并离心，洗涤，得含有配体的二维金属有机骨架纳米片。
[0014]进一步地，所述金属盐与聚乙烯吡咯烷酮的用量比为0.01
‑
0.02mmol：15.0～20.0mg；
[0015]所述金属盐包括Zn(NO3)2·
6H2O、Co(NO3)2·
6H2O、Cd(NO3)2·
4H2O、FeCl3·
6H2O、MnCl4·
4H2O中任一种；
[0016]所述配体溶液中的配体为四羧基苯基卟啉或血红素；
[0017]所述配体与金属盐的摩尔比为1：1
‑
5。
[0018]进一步地，所述四氯合金溶液的浓度为10
‑
30mM；
[0019]所述二维金属有机骨架纳米片的溶液的浓度为0.05
‑
2mgmL
‑1；
[0020]四氯合金溶液、含有配体的二维金属有机骨架纳米片的溶液的用量比为100～200μL：1～15mL；
[0021]所述单宁酸溶液的浓度为1
‑
20mM。
[0022]本专利技术还提出上述任一项所述的级联纳米酶、任一项所述的制备方法制备得到的级联纳米酶在测定葡萄糖含量中的应用。
[0023]进一步地，具体测定方法包括：
[0024]1)将级联纳米酶的溶液与待测葡萄糖溶液混合，第一反应后，加入3,3',5,5'
‑
四甲基联苯胺溶液，第二反应后，用紫外
‑
可见光谱法对所得上清液进行表征，得吸光度值；
[0025]2)配制不同浓度的葡萄糖标准溶液，按照步骤1)所述方法，分别测得吸光度值，然后根据各个葡萄糖标准溶液的浓度和其对应的吸光度值，拟合标准曲线方程；
[0026]3)按照步骤1)测待测葡萄糖溶液的吸光度值，结合上述标准曲线方程，计算得葡萄糖溶液的浓度。
[0027]进一步地，第一反应的时间为4h；第二反应的时间为1
‑
300s。
[0028]本专利技术具有以下优势：
[0029]本专利技术以金属盐和配体形成的二维金属有机骨架过氧化物模拟酶纳米片作为载体，将金纳米颗粒(AuNPs)通过静电引力结合到过氧化物模拟酶纳米片的表面，形成人工纳米酶，如此，可将二维金属有机骨架纳米片的过氧化物模拟酶作用和AuNPs的葡萄糖氧化模拟酶作用结合在一起，从而构成级联反应。其可将葡萄糖氧化模拟酶和过氧化物模拟酶两种活性结合起来构建级联反应，用于检测葡萄糖的含量。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的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。在附图中：
[0031]图1为本专利技术实施例AuNPs/Zn
‑
TCPP混合纳米片合成示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例AuNPs/Zn
‑
TCPP混合纳米片级联反应示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例制备的2D Zn
‑
TCPP混合纳米片模拟酶的透射电子显微镜(TEM)图；
[0034]图4为本专利技术实施例制备的Zn
‑
TCPP混合纳米片模拟酶的傅里叶红外变换光谱(FTIR)图；
[0035]图5为本专利技术实施例制备的AuNPs/Zn
‑
TCPP混合纳米片模拟酶的透射电子显微镜(TEM)图；
[0036]图6为本专利技术提出的由不同的金属离子(Zn
2+
、Co
2+
等)和不同的配体(TCPP、Hemin)所组成的2D金属有机骨架过氧化物纳米酶活性对比图；
[0037]图7为本专利技术实施测得的还原不同浓度的HAuCl4前驱体所合成的AuNPs/Zn
‑
TCPP混合纳米片模拟酶活性的紫外可见光谱(UV
‑
Vis)对比图；
[0038]图8为使用本专利技术实施例制备的AuNPs/Zn
‑
TCPP混合纳米片对于不同浓度的葡萄糖进行催化反应所得到紫外可见光谱(UV
‑
Vis)对比图。
具体实施方式
[0039]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]下面将参考附图来详细说明本专利技术。
[0041]本专利技术一实施例提出一种级联纳米酶，所述级联纳米酶包括含有配体的二维金属有机骨架纳米片、与所述二维金属有机骨架纳米片结合的金纳米颗粒(AuNPs)，其中，所述配体为血红素(hemin)、四羧基(苯基)卟啉(TCPP)中至少一种。
[0042]本专利技术实施例围绕纳米酶的仿生构建及催化特性研究展开，以金纳米颗粒作为葡萄糖氧化模拟酶，以二维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种级联纳米酶，其特征在于，所述级联纳米酶包括含有配体的二维金属有机骨架纳米片、与所述二维金属有机骨架纳米片结合的金纳米颗粒，其中，所述配体为血红素、四羧基(苯基)卟啉中至少一种。2.根据权利要求1所述的级联纳米酶，其特征在于，所述金纳米颗粒结合在所述二维金属有机骨架纳米片的表面。3.根据权利要求1所述的级联纳米酶，其特征在于，所述级联纳米酶的尺寸为1
‑
5μm；优选的，所述级金纳米颗粒的粒径为1
‑
10nm。4.权利要求1
‑
3任一项所述的级联纳米酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将四氯合金溶液加入含有配体的二维金属有机骨架纳米片的溶液中，混合，加入单宁酸溶液，洗涤，离心，得级联纳米酶。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，含有配体的二维金属有机骨架纳米片，由包括如下步骤制备而得：将金属盐和聚乙烯吡咯烷酮溶于溶剂中，搅拌，滴加配体溶液，超声处理后，加热反应；将反应混合物冷却并离心，洗涤，得含有配体的二维金属有机骨架纳米片。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐与聚乙烯吡咯烷酮的用量比为0.01
‑
0.02mmol：15.0～20.0mg；所述金属盐包括Zn(NO3)2·
6H2O、Co(NO3)2·
6H2O、Cd(NO3)2·
4H2O、FeCl3·
6H2O、MnCl4·
4H...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，冯恬恬，韩林，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：