纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化tmb和abts的方法
【技术领域】
[0001]
本发明涉及三种氧化模拟酶材料的制备，包括氧化锰(MnOx )、氧化镍(N1 )、和氧化铬(CrO)纳米颗粒的制备方法，以及这三种纳米颗粒催化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)及2，2’ -联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)-二胺盐(ABTS)的氧化模拟酶性质。
【背景技术】
[0002]
自然界的现象很多都与酶的参与有关。由于酶具有催化效率高、专一性强、选择性好和作用条件温和等特点，在医药、化工、环境、食品和农业等领域应用广泛。然而天然酶易变性失活，价格昂贵，提纯困难，储藏和使用成本高等缺点，使得模拟酶的研究成为当务之急。
[0003]自2007年首次发现磁性四氧化三铁纳米粒子(Fe304NPs)具备类过氧化物酶的催化活性后，即Fe304NPs能够催化H202与辣根过氧化物酶(HRP)的底物3，3’，5.，5’ -四甲基联苯胺(TMB)、重氮胺基苯(DAB)等反应，生成相同的反应产物，表现出与HRP相类似的催化作用。此后，各种具有模拟酶特性的纳米颗粒纷纷被合成表征。纳米金属氧化物作为催化剂具有稳定性高，可重复使用，以及高效的模拟酶催化活性。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明提供纳米金属氧化物作为氧化模拟酶的制备及催化TMB和ABTS的方法。具有反应时间短，显色快，催化效果和适用性都高于天然酶的优点。
[0005]—种纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化TMB和ABTS的方法，所述纳米金属氧化物为氧化镍、氧化铬和氧化锰，具有氧化模拟酶活性，其特征在于，包括以下步骤:
(1)纳米金属氧化物颗粒的合成:
将金属硝酸盐溶液逐滴滴入碳酸钠(Na2C03)溶液中，Na2C03的量刚好使金属硝酸盐沉淀完全，50°C反应lh，去离子水洗涤至中性，干燥后，焙烧3h，即可得到纳米金属氧化物；
(2)催化TMB的方法:
向溶液中加入lmg/ml的纳米金属氧化物溶液50ml和20ml，5mg/mlTMB溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液130ml，观察溶液的颜色变化；
(3)催化ABTS的方法:
向溶液中加入50ml，lmg/ml的纳米金属氧化物溶液，20ml, 5mg/mlABTS溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液，pH=4.0，130ml，观察溶液的颜色变化。
[0006]催化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)，由无色变为蓝色。
[0007]催化2，2’ -联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)_ 二胺盐(ABTS)，由无色变为绿色。
[0008]缓冲溶液为乙酸钠缓冲溶液。
[0009]由上述技术方案可知，本发明所述的纳米金属氧化物颗粒具有氧化模拟酶的功能，可催化TMB溶液由无色变为蓝色，ABTS溶液由无色变为绿色。不同纳米金属氧化物颗粒的催化反应剧烈程度不同，颜色变化深浅不一，均是优良的氧化模拟酶。
[0010]本发明的优点在于:
(1)本发明制备了三种纳米金属氧化物并发现了这三种纳米金属氧化物具有氧化模拟酶的功能；
(2)本发明制备的纳米金属氧化物模拟酶，相比于天然生物酶，具有稳定性高，可重复使用，以及高效的氧化模拟酶催化活性；
(3)本发明中的制备方法工艺简单，可操作性强，能进一步满足生产和应用。
【附图说明】
[0011]
图1为本发明的纳米氧化铬的电镜表征图。
[0012]图2为本发明的纳米氧化镍的电镜表征图。
[0013]图3为本发明的纳米氧化锰的电镜表征图。
[0014]图4为本发明的三种纳米金属氧化物催化TMB和ABTS的显色以及另外两种不显色的纳米颗粒(Fe304，CuO)比较图。
【具体实施方式】
[0015]以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述。以下的实施例是对本发明的进一步说明，而不限制本发明的范围。
[0016]实施例1:
纳米氧化铬的合成及其催化TMB和ABTS的方法:
将20mL lmol/L的硝酸铬盐溶液逐滴滴入lmol/L碳酸钠(Na2C03)溶液中(Na2C03的量刚好使硝酸铬沉淀完全)，50°C反应lh，去离子水洗涤至中性，100°C干燥，300°C焙烧3h，即可得到纳米氧化铬颗粒，为无定型物。
[0017]向溶液中加入lmg/ml的纳米氧化铬溶液50ml和20ml (5mg/ml)TMB溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液130ml。观察溶液的颜色变化。
[0018]向溶液中加入50ml，lmg/ml的纳米氧化铬溶液，20ml (5mg/ml)ABTS溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液(pH=4.0) 130ml。观察溶液的颜色变化。
[0019]图1为本发明制得的纳米氧化铬的电镜表征图。
[0020]实施例2:
纳米氧化镍的合成及其催化TMB和ABTS的方法:
将20mL lmol/L的硝酸镍盐溶液逐滴滴入lmol/L碳酸钠(Na2C03)溶液中(Na2C03的量刚好使硝酸镍沉淀完全)，50°C反应lh，去离子水洗涤至中性，100°C干燥，300°C焙烧3h，即可得到纳米氧化镍颗粒，颗粒直径约4nm。
[0021 ] 向溶液中加入lmg/ml的纳米氧化镍溶液50ml和20ml (5mg/ml)TMB溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液130ml。观察溶液的颜色变化。
[0022]向溶液中加入50ml，lmg/ml的纳米氧化镍溶液，20ml (5mg/ml)ABTS溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液(pH=4.0) 130ml。观察溶液的颜色变化。
[0023]图2为本发明制得的纳米氧化镍的电镜表征图。
[0024]实施例3:
纳米氧化锰的合成及其催化TMB和ABTS的方法:
将20mL lmol/L的硝酸锰盐溶液逐滴滴入lmol/L碳酸钠(Na2C03)溶液中(Na2C03的量刚好使硝酸锰沉淀完全)，50°C反应lh，去离子水洗涤至中性，100°C干燥，300°C焙烧3h，即可得到纳米氧化猛颗粒，氧化猛为Μη203和少量MnO 2的混合氧化物。
[0025]向溶液中加入lmg/ml的纳米氧化锰溶液50ml和20ml (5mg/ml)TMB溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液130ml。观察溶液的颜色变化。
[0026]向溶液中加入50ml，lmg/ml的纳米氧化锰溶液，20ml (5mg/ml )ABTS溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液(pH=4.0) 130ml。观察溶液的颜色变化。
[0027]图3为本发明制得的纳米氧化锰的电镜表征图。
【主权项】
1.一种纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化TMB和ABTS的方法，所述纳米金属氧化物为氧化镍、氧化铬和氧化锰，具有氧化模拟酶活性，其特征在于，包括以下步骤: (1)纳米金属氧化物颗粒的合成: 将金属硝酸盐溶液逐滴滴入碳酸钠(Na2C03)溶液中，Na2C03的量刚好使金属硝酸盐沉淀完全，50°C反应lh，去离子水洗涤至中性，干燥后，焙烧3h，即可得到纳米金属氧化物； (2)催化TMB的方法: 向溶液中加入lmg/ml的纳米金属氧化物溶液50ml和20ml，5mg/mlTMB溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液130ml，观察溶液的颜色变化； (3)催化ABTS的方法: 向溶液中加入50ml，lmg/ml的纳米金属氧化物溶液，20ml, 5mg/mlABTS溶液，然后加入乙酸钠缓冲溶液，pH=4.0，130ml，观察溶液的颜色变化。2.根据权利要求1所述纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化TMB和ABTS的方法，其特征在于，催化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)，由无色变为蓝色。3.根据权利要求1所述纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化TMB和ABTS的方法，其特征在于，催化2，2’ -联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)_ 二胺盐(ABTS)，由无色变为绿色。4.根据权利要求1所述纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化TMB和ABTS的方法，其特征在于，缓冲溶液为乙酸钠缓冲溶液。
【专利摘要】一种纳米金属氧化物作为氧化模拟酶催化TMB和ABTS的方法，所述纳米金属氧化物为氧化镍、氧化铬和氧化锰，具有氧化模拟酶活性，包括纳米金属氧化物颗粒的合成；催化TMB的方法；催化ABTS的方法。本发明的优点在于本发明制备的纳米金属氧化物模拟酶，相比于天然生物酶，具有稳定性高，可重复使用，以及高效的氧化模拟酶催化活性；本发明中的制备方法工艺简单，可操作性强，能进一步满足生产和应用。
【IPC分类】B01J23/26, G01N21/78, B01J23/755, B01J23/34
【公开号】CN105388145
【申请号】CN201510667704
【发明人】何丹农, 王萍, 赵昆峰, 夏智伟, 刘婷
【申请人】上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月16日