本發(fā)明屬于傳感器，尤其涉及一種雙金屬納米酶及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、奶制品中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、提高記憶力和注意力等作用，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。h2o2又稱雙氧水，因具有強(qiáng)氧化性和優(yōu)異的殺菌性能，在奶制品中被廣泛用作消毒劑、防腐劑和漂白劑。研究表明，過量h2o2會降低人體的抗氧化能力，損傷細(xì)胞，加速人體衰老等，進(jìn)而導(dǎo)致癌癥、心血管疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病等發(fā)生。近年來，奶制品安全事件頻發(fā)，許多商家為了節(jié)約成本謀取暴利，違法添加工業(yè)級h2o2或超標(biāo)準(zhǔn)添加食品級h2o2以達(dá)到消毒防腐和改變食品外觀的效果。因此，實現(xiàn)奶制品中h2o2的靈敏、快速檢測至關(guān)重要。目前，已存在h2o2比色檢測試劑盒，但多會使用丙酮和濃鹽酸等易制毒試劑，對人體和環(huán)境具有危害性，還存在線性范圍窄、無法高通量檢測等不足。如何在檢測過程中避免使用有毒有害物質(zhì)，如何提高牛奶中h2o2高靈敏度、高特異度的便捷檢測，已成為h2o2檢測領(lǐng)域亟待解決的問題。

2、納米酶是化學(xué)合成的具有天然生物酶活性的納米材料，常被用于h2o2檢測。與天然酶相比，納米酶除具有類酶活性外，還具有易合成、易儲存、穩(wěn)定性高、成本低等納米材料特性。不同的納米材料，包括碳基納米材料、過渡金屬氧化物和金屬，已成功模擬了各種天然酶，如過氧化物酶、氧化酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶。因此，納米酶被廣泛應(yīng)用于生化檢測、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品調(diào)控等方面。具有雙重活性的納米酶更有利于實際應(yīng)用，其中，同時具有過氧化物酶樣和氧化酶樣活性的納米酶屬于比較重要的一類，它可以巧妙地構(gòu)成兩種酶活性之間的級聯(lián)反應(yīng)體系，實現(xiàn)中間產(chǎn)物的自給自足，構(gòu)成閉環(huán)反應(yīng)，極大的提高了反應(yīng)效率。

3、二維層狀納米材料如mxene、黑磷、石墨化氮化碳等因具有較大的比表面積、優(yōu)良的理化性質(zhì)和獨特的納米片層結(jié)構(gòu)，在納米酶領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。mxene是一種具有類石墨烯結(jié)構(gòu)的二維材料，由過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物組成?；瘜W(xué)式為mn+1xntx，其中m為前過渡金屬元素，x為碳、氮、氮，tx為表面官能團(tuán)，如-f、-cl、＝o、-oh等。mxene因獨特的理化性質(zhì)，如大的比表面積、良好的電導(dǎo)率、優(yōu)異的催化性能和易于功能化等，已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、儲能、催化、傳感器等多個領(lǐng)域。ti3alc2是常見的mxene材料，特殊的六方晶體體系和層狀結(jié)構(gòu)賦予ti3alc2具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、易加工、耐腐蝕和良好的熱震性能。然而ti3alc2易氧化、層間易堆疊、生物相容性差等缺陷限制了其應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中基于mxene(ti3c2tx)的多酶活性納米酶研究較少、納米酶催化機(jī)制單一、納米酶催化和放大信號的效率有待提高等問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙金屬納米酶及其制備方法和應(yīng)用，該基于mxene的雙酶活性納米酶，該納米酶同時具有單原子納米酶、雙金屬納米酶、雙酶級聯(lián)催化的優(yōu)點，可通過多種機(jī)制實現(xiàn)高效催化和信號放大，可廣泛應(yīng)用于生化檢測、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品監(jiān)管等多個領(lǐng)域。為多種酶活性雙金屬納米酶的設(shè)計和簡單制備奠定了基礎(chǔ)，同時也為mxene的結(jié)構(gòu)設(shè)計和多功能性質(zhì)提供了新方向。

3、本發(fā)明的第一個目的是提供一種雙金屬納米酶的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、采用酸刻蝕液對max進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，經(jīng)離心、洗滌得到mxene溶液；

5、s2、鐵源和鎳源于s1所述的mxene溶液中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，經(jīng)超聲得到所述的雙金屬納米酶。

6、在本發(fā)明的一個實施例中，在s1中，所述酸刻蝕劑由lif和hcl溶液混合得到；所述lif和hcl溶液的質(zhì)量體積比為(3-3.5:40)g/ml；所述hcl溶液的濃度為9mol/l-12mol/l。

7、在本發(fā)明的一個實施例中，在s1中，所述max和酸刻蝕液的質(zhì)量體積比為(2:40-45)g/ml。

8、在本發(fā)明的一個實施例中，在s1中，所述刻蝕反應(yīng)的溫度為40℃-50℃，時間為36h-48h。

9、在本發(fā)明的一個實施例中，在s2中，所述鐵源為氯化鐵；所述鎳源為氯化鎳。

10、在本發(fā)明的一個實施例中，在s2中，所述鐵源和鎳源的質(zhì)量比為5.5-7.5:9；所述鐵源和mxene溶液的質(zhì)量體積比為(5.5-7.5:10)g/ml。

11、在本發(fā)明的一個實施例中，在s2中，所述攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為320rmp-380rmp，時間為8min-12min；所述超聲的功率為75w-85w，時間為28min-32min。

12、本發(fā)明的第二個目的是提供一種所述的方法制備的雙金屬納米酶。

13、本發(fā)明的第三個目的是提供一種所述的雙金屬納米酶在過氧化氫檢測中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明的第四個目的是提供一種過氧化氫傳感器，所述過氧化氫傳感器中含有所述的雙金屬納米酶。

15、本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

16、(1)本發(fā)明所述的雙金屬納米酶具有酶級聯(lián)催化體系，極大提高反應(yīng)效率；fe、ni雙金屬在納米酶中以多種價態(tài)存在，可同時通過多種機(jī)制實現(xiàn)高效率催化，進(jìn)而放大信號。該雙金屬納米酶為多種酶活性雙金屬納米酶的設(shè)計和簡單制備奠定了基礎(chǔ)。

17、(2)本發(fā)明所述的雙金屬納米酶具有類過氧化物酶活性和類氧化酶活性，并結(jié)合了單原子納米酶、雙金屬納米酶、雙酶級聯(lián)催化的優(yōu)點，基于具有雙酶活性的雙金屬納米酶(fe-ni@ti3c2tx)材料構(gòu)建傳感器實現(xiàn)了過氧化氫的無害低成本、快速靈敏、實時監(jiān)測檢測，可廣泛應(yīng)用于生化檢測、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品監(jiān)管等多個領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s1中，所述酸刻蝕劑由lif和hcl溶液混合得到；所述lif和hcl溶液的質(zhì)量體積比為(3-3.5:40)g/ml；所述hcl溶液的濃度為9mol/l-12mol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s1中，所述max和酸刻蝕液的質(zhì)量體積比為(2:40-45)g/ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s1中，所述刻蝕反應(yīng)的溫度為40℃-50℃，時間為36h-48h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s2中，所述鐵源為氯化鐵；所述鎳源為氯化鎳。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s2中，所述鐵源和鎳源的質(zhì)量比為5.5-7.5:9；所述鐵源和mxene溶液的質(zhì)量體積比為(5.5-7.5:10)g/ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s2中，所述攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為320rmp-380rmp，時間為8min-12min；所述超聲的功率為75w-85w，時間為28min-32min。

8.一種權(quán)利要求1-7任一項所述的方法制備的雙金屬納米酶。

9.一種如權(quán)利要求8所述的雙金屬納米酶在過氧化氫檢測中的應(yīng)用。

10.一種過氧化氫傳感器，其特征在于，所述過氧化氫傳感器中含有權(quán)利要求8所述的雙金屬納米酶。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種雙金屬納米酶及其制備方法和應(yīng)用，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的雙金屬納米酶的制備方法包括以下步驟：S1、采用酸刻蝕液對MAX進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，經(jīng)離心、洗滌得到MXene溶液；S2、鐵源和鎳源于MXene溶液中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，經(jīng)超聲得到雙金屬納米酶。本發(fā)明的雙金屬納米酶具有類過氧化物酶活性和類氧化酶活性，并結(jié)合了單原子納米酶、雙金屬納米酶、雙酶級聯(lián)催化的優(yōu)點，基于具有雙酶活性的雙金屬納米酶材料構(gòu)建傳感器實現(xiàn)了過氧化氫的無害低成本、快速靈敏、實時監(jiān)測檢測，可廣泛應(yīng)用于生化檢測、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品監(jiān)管等多個領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：榮勝忠,馬宏坤,周芷任,鄒立娜,任煥玉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：牡丹江醫(yī)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19