纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢的应用
【专利说明】纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢的应用
[0001]本发明涉及一种纳米氧化猛、氧化络(MnOx，CrOx)作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的应用。本发明属于纳米生物化学检测领域。
【背景技术】
[0002]酶是高效的催化剂，然而天然酶具有易变性失活，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(Fe3O4NPs)具备类过氧化物酶的催化活性后，即Fe3O4NPs能够催化H2O2与辣根过氧化物酶的底物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，各种具有类过氧化物模拟酶特性的纳米颗粒纷纷被合成表征，如多壁碳纳米管负载四氧化三铁纳米颗粒，石墨稀量子点功能化的金纳米粒子(GQDOAuNPs)，纳米金属氧化物(中国发明专利:纳米氧化铜模拟酶及其作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的方法，专利号:201010519693 ;—种CsxWO3类过氧化物模拟酶的应用，专利号:201410220658)等等。相比于HRP，纳米金属氧化物作为催化剂具有稳定性高，可重复使用，以及高效的过氧化物模拟酶催化活性，可以有效的催化降解污水中的酚类污染物。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明提供了一种纳米氧化锰、氧化铬颗粒作为过氧化物模拟酶用于检测过氧化氢的方法。
[0005]本发明目的在于提供一种纳米氧化锰、氧化铬类过氧化物模拟酶用于检测过氧化氢的新方法。该纳米氧化锰、氧化铬可以催化过氧化氢产生强氧化性的羟基自由基，高效催化3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐(TMB)，2，2’ -联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉_6_磺酸)_ 二胺盐(ABTS)等产生显色反应。具有反应时间短，显色快，催化效果和适用性都高于天然过氧化物酶的优点。
[0006]一种纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬作为类过氧化物模拟酶，具有类过氧化物酶的活性，其粒径不限，均具有过氧化物模拟酶活性。
[0007]检测H2O2的含量，检测限为10 5。
[0008]纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶与3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐TMB，在过氧化氢的催化下发生显色反应，由无色变为蓝色。
[0009]纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶与2，2’ -联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)-二胺盐ABTS在过氧化氢的催化下发生显色反应，由无色变为绿色。
[0010]纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶，其缓冲溶液为乙酸钠缓冲溶液。
[0011]纳米氧化锰、氧化铬具有在无过氧化氢存在下，仍然可以催化酚类物质的能力，除是优良的过氧化物模拟酶外，还是废水处理的优良催化剂。
[0012]1、纳米氧化锰、氧化铬的合成
将金属硝酸盐溶液逐滴滴入碳酸钠(Na2CO3)溶液中(Na2CO3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。
[0013]2、TMB作为显色剂，测定比02浓度
向溶液中加入一定浓度的金属氧化物溶液和TMB溶液，然后加入不同量的H2O2，使得H2O2形成浓度梯度。最后加入乙酸钠缓冲溶液，使得待测溶液的终体积为200ml。使用酶标仪测定溶液随时间变化的吸光值，检测限可达10 5mol/L0以此曲线为标准曲线，可以根据吸光值判断H2O2的浓度。
[0014]3、ABTS作为显色剂，测定比02浓度
向溶液中加入一定量的金属氧化物溶液和ABTS溶液，然后加入不同量的H2O2,使得H2O2形成浓度梯度，加入乙酸钠缓冲溶液(pH=4.0)，使得待测溶液的终体积为200ml。使用酶标仪测定溶液的吸光值。以此曲线为标准曲线，可以根据吸光值判断H2O2的浓度。
[0015]由上述技术方案可知，本发明所述的纳米氧化锰、氧化铬具有过氧化物酶的功能，可催化过氧化氢氧化过氧化物酶底物，是一种新型的过氧化物酶模拟酶。
[0016]本发明的优点在于:
(1)本发明首次发现纳米氧化锰、氧化铬具有过氧化物模拟酶功能，可用于检测过氧化氢的含量;
(2)本发明制备的纳米氧化锰、氧化铬作为催化剂相比于HRP，具有稳定性高，可重复使用，以及高效的过氧化物模拟酶催化活性。
[0017](3)本发明发现在无过氧化氢存在下，纳米氧化锰、氧化铬同样可以催化显色剂，作为模拟酶使用；
(4)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】图1为本发明的纳米氧化锰的XRD表征图。
[0018]图2为实施例2以TMB为显色剂，纳米氧化猛检测过氧化氢图。
[0019]图3为实施例3以ABTS为显色剂，纳米氧化锰检测过氧化氢图。
[0020]图4为本发明的纳米氧化铬的XRD表征图。
[0021]图5为实施例2以TMB为显色剂，纳米氧化络检测过氧化氢图。
[0022]图6为实施例3以ABTS为显色剂，纳米氧化络检测过氧化氢图。
【具体实施方式】
[0023]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。
[0024]实施例1:
1、纳米氧化猛的合成
将20mL lmol/L的硝酸锰盐溶液逐滴滴入lmol/L碳酸钠(Na2CO3)溶液中(Na2CO3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Mn2O3和少量MnO 2的混合氧化物。
[0025]图1为本发明制得的纳米氧化锰的XRD图。
[0026]实施例2: 纳米氧化锰作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢含量。
[0027]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化锰溶液，20ml (5mg/ml) TMB溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的终浓度为 0，10 9，5 X 10 9，10 8，5 X 10 8，10 7，5 X 10 7，10 6，5 X 10 6，10 5，5X 10 5，10 4，5X 10 4，10 3，5X 10 3，10 2(mol/L)0 加入乙酸钠缓冲溶液(pH=7.0)，使得待测溶液的终体积为200ml。室温30min后，使用酶标仪测定溶液的吸光值。
[0028]图2为以TMB为显色剂，纳米氧化锰作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢含量。
[0029]实施例3:
纳米氧化锰作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢含量。
[0030]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化锰溶液，20ml (5mg/ml )ABTS溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的终浓度为 0，10 9，5 X 10 9，10 8，5 X 10 8，10 7，5 X 10 7，10 6，5 X 10 6，105，5X105，104，5X104，103，5X103，102 (mol/L)。加入乙酸钠缓冲溶液(ρΗ=4.0)，使得待测溶液的终体积为200ml。室温30min后，使用酶标仪测定溶液吸光值。
[0031]图3为以ABTS为显色剂，纳米氧化锰在室温催化过氧化氢的催化活性图。
[0032]实施例4:
1、纳米氧化铬的合成
将20mL lmol/L的硝酸铬盐溶液逐滴滴入lmol/L碳酸钠(Na2CO3)溶液中(Na2CO3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，氧化铬为无定形氧化物。
[0033]图4为本发明制得的纳米氧化铬的XRD图。
[0034]实施例5:
纳米氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢含量。
[0035]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化铬溶液，20ml (5mg/ml) TMB溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的终浓度为 0，10 9，5 X 10 9，10 8，5 X 10 8，10 7，5 X 10 7，10 6，5 X 10 6，10 5，5X 10 5，10 4，5X 10 4，10 3，5X 10 3，10 2(mol/L)0 加入乙酸钠缓冲溶液(pH=7.0)，使得待测溶液的终体积为200ml。室温30min后，使用酶标仪测定溶液的吸光值。
[0036]图5为以TMB为显色剂，纳米氧化络作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢含量。
[0037]实施例6:
纳米氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢含量。
[0038]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化铬溶液，20ml (5mg/ml )ABTS溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的终浓度为 0，10 9，5 X 10 9，10 8，5 X 10 8，10 7，5 X 10 7，10 6，5 X 10 6，105，5X105，104，5X104，103，5X103，102 (mol/L)。加入乙酸钠缓冲溶液(ρΗ=4.0)，使得待测溶液的终体积为200ml。室温30min后，使用酶标仪测定溶液吸光值。
[0039]图6为以ABTS为显色剂，纳米氧化铬在室温催化过氧化氢的催化活性图。
【主权项】
1.一种纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬作为类过氧化物模拟酶，具有类过氧化物酶的活性，其粒径不限，均具有过氧化物模拟酶活性。2.根据权利要求1所述的纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，检测H2O2的含量，检测限为10 5O3.根据权利要求1所述的纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶与3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺盐酸盐TMB，在过氧化氢的催化下发生显色反应，由无色变为蓝色。4.根据权利要求1所述的纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶与2，2’ -联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)-二胺盐ABTS在过氧化氢的催化下发生显色反应，由无色变为绿色。5.根据权利要求1所述的纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶，其缓冲溶液为乙酸钠缓冲溶液。6.根据权利要求1所述的纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬具有在无过氧化氢存在下，仍然可以催化酚类物质的能力，除是优良的过氧化物模拟酶外，还是废水处理的优良催化剂。
【专利摘要】本发明涉及一种纳米氧化锰、氧化铬（MnOx，CrOx）作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用。本发明的优点在于：本发明首次发现纳米氧化锰、氧化铬具有过氧化物模拟酶功能，可用于检测过氧化氢的含量；本发明制备的纳米氧化锰、氧化铬作为催化剂相比于HRP，具有稳定性高，可重复使用，以及高效的过氧化物模拟酶催化活性；本发明发现在无过氧化氢存在下，纳米氧化锰、氧化铬同样可以催化显色剂，作为模拟酶使用；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】G01N21/78
【公开号】CN105044093
【申请号】CN201510360866
【发明人】何丹农, 王萍, 夏智伟, 刘婷, 赵昆峰, 金彩虹
【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】2015年11月11日
【申请日】2015年6月26日