功能化石墨烯纳米材料模拟过氧化物酶及其应用研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:strengthandhonor
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
酶是一种具有生物催化活性的高分子物质,能够高效专一地催化各种与生命活动相关的化学反应,应用十分广泛。但酶也存在一些固有缺陷,如稳定性差、易受外界环境影响而失活以及不易保存和制备等,极大限制了它们的应用。实际需求促使人们寻找一种既具有酶的催化性能又简单稳定的物质实现对酶功能的模拟。氧化石墨烯(GO)具有一定的模拟酶活性,然而,随着含氧官能团的引入,石墨烯的大π-π共轭结构遭到破坏,势必会消弱其电子传导能力,可能会导致催化性能降低。相比GO,石墨烯可能具备更好的催化性能。但是,由于片与片之间的范德华力作用及π-π堆积作用,石墨烯难分散、易团聚,限制了它的应用。高分子聚合物功能化的石墨烯既有石墨烯原有的特性,又克服了难分散、易团聚的问题,还可以利用功能分子特殊的性质实现石墨烯与其他纳米材料的复合,从而赋予其更优异的催化活性。本论文制备了聚苯乙烯磺酸钠功能化的石墨烯(PSS-Gr)和负载纳米铂的聚苯乙烯磺酸钠功能化的石墨烯(PSS-Gr-Pt),对它们的模拟过氧化物酶活性进行了考察,利用这一性能建立了测定H2O2、葡萄糖、抗坏血酸(AA)和谷胱甘肽(GSH)的比色传感方法,并应用于实际样品的检测。具体研究内容如下:1.PSS-Gr模拟过氧化物酶及其在比色传感上的应用本课题研究了PSS-Gr模拟过氧化物酶时的稳态动力学和催化机理,它的催化行为满足典型的Michaelis-Menten动力学模型,类似于HRP,属于乒乓机理。由于PSS-Gr具有更强的负电性,在酸性条件下,更易吸附带正电的TMB,它的的类酶活性高于石墨烯和GO。基于PSS-Gr优越的类酶催化性能,建立了一种灵敏检测H2O2的方法,线性范围为5.00×10-6-1.00×10-3 mol·L-1,检测限为1.50×10-7 mol·L-1。葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOx)的作用下产生H2O2,基于此,对葡萄糖进行了检测,线性范围为6.00×10-6-4.00×10-4 mol·L-1,检测限为2.80×10-7 mol·L-1。并检测了血浆中葡萄糖的含量,与葡萄糖试剂盒的检测结果相符。AA具有还原性,可以消耗H2O2,抑制TMB的氧化,基于此,建立了一种新颖的比色传感方法,对AA检测,线性范围为8.00×10-7-6.00×10-5 mol·L-1,检测限为1.50×10-7 mol·L-1,并成功应用于维生素C片和果汁中AA的检测。2.PSS-Gr-Pt模拟过氧化物酶及其在比色传感上的应用由于纳米铂和石墨烯片层间较强的电子转移作用及其在模拟酶催化性能上的协同作用,PSS-Gr-Pt具有较高的类似过氧化物酶的催化活性,能在室温条件下快速催化H2O2氧化TMB发生显色反应。PSS-Gr-Pt满足酶促反应的特征,催化反应遵循乒乓机理。建立了H2O2和葡萄糖的分析方法,检测限分别为5.19×10-9mol·L-1和9.28×10-8 mol·L-1,与上一个工作相比,分别降低了29倍和3倍。基于GSH对H2O2或氧化态TMB(ox TMB)的还原作用,建立了检测GSH的比色传感方法,线性范围为4.00×10-7-6.00×10-5 mol·L-1,检测限为2.90×10-7 mol·L-1,并成功用于谷胱甘肽眼药水中GSH的检测。
其他文献
金属元素的分析在现代医学、药学、生命科学、食品科学、材料科学、地质、化工、环境监测等领域,都有很重要的意义。有些金属离子是人体必需的微量元素,如钒、铁、锌、铜等,在人
工程塑料在现代的社会生活中占据着十分重要的地位。相对金属材料来说,工程塑料的密度低,比强度高,耗能少;与通用塑料相比,其耐热性能、电绝缘性能和化学稳定性都比较好。因
蚤前,恶性肿瘤严重威胁着人类的健康,如何攻克癌症顽疾成为一个亟待解决的问题。其中,阳离子聚合物由于显而易见的优势已经逐渐受到人们的密切关注,可望今后在肿瘤的早期诊断和治
癌症是危害人类健康的一大顽疾,据有关资料统计,我国现有癌症患者达300万人以上,每年约有140万人死于癌症。癌症已成为世界性严重危害人类健康和生命安全的常见病之一。于是,开展高效、广谱、低毒的抗癌药物的合成及其抗癌活性研究业已成为当今新药开发的战略性课题。斑螯素作为抗肿瘤制剂在民间流传较广,由于其有一定的肝、肾毒性,用药不当易使人中毒甚至死亡,使临床使用受到限制。去甲斑蝥素(NCTD)是斑蝥素的去
DNA探针在电极表面的固定是制备DNA电化学生物传感器的首要问题,其固定量和活性直接影响着传感器的灵敏度。本论文主要以电化学方法对DNA探针在复合纳米材料修饰碳糊电极表面的固定进行了研究,并以电化学交流阻抗技术来检测DNA的固定和杂交,并将制备的DNA电化学生物传感器用于转基因植物产品外源基因的检测。主要包括以下内容:1.在碳糊电极表面制备的纳米金/TiO2中空微球复合膜可以极大地提高DNA检测的
国内学界对于新媒体研究状况的梳理多以年度研究热点综述的方式进行,这种方式不利于概括新媒体研究的整体状况。本文采用共时性研究思路,对国内学界的新媒体研究按研究领域进
本工作合成了新的核酸分子“光开关”[Ru(dppx)2bipy]2+(dppx为7,8’—二甲基二吡啶并[3,2-a:2’,3’—c]吩嗪;bipy为2,2—联吡啶),研究了它在核酸分析中的应用和作用机理。主要研