納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶檢測(cè)過(guò)氧化氫的應(yīng)用
【專利說(shuō)明】納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶檢測(cè)過(guò)氧化氫的應(yīng)用
[0001]本發(fā)明涉及一種納米氧化猛、氧化絡(luò)(MnOx，CrOx)作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫的應(yīng)用。本發(fā)明屬于納米生物化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]酶是高效的催化劑，然而天然酶具有易變性失活，價(jià)格昂貴，提純困難，儲(chǔ)藏和使用成本高等缺點(diǎn)，使得模擬酶的研究成為當(dāng)務(wù)之急。
[0003]自2007年首次發(fā)現(xiàn)磁性四氧化三鐵納米粒子(Fe3O4NPs)具備類過(guò)氧化物酶的催化活性后，即Fe3O4NPs能夠催化H2O2與辣根過(guò)氧化物酶的底物3，3’，5.，5’ -四甲基聯(lián)苯胺(TMB)、重氮胺基苯(DAB)等反應(yīng)，生成相同的反應(yīng)產(chǎn)物，表現(xiàn)出與HRP相類似的催化作用。此后，各種具有類過(guò)氧化物模擬酶特性的納米顆粒紛紛被合成表征，如多壁碳納米管負(fù)載四氧化三鐵納米顆粒，石墨稀量子點(diǎn)功能化的金納米粒子(GQDOAuNPs)，納米金屬氧化物(中國(guó)發(fā)明專利:納米氧化銅模擬酶及其作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫的方法，專利號(hào):201010519693 ;—種CsxWO3類過(guò)氧化物模擬酶的應(yīng)用，專利號(hào):201410220658)等等。相比于HRP，納米金屬氧化物作為催化劑具有穩(wěn)定性高，可重復(fù)使用，以及高效的過(guò)氧化物模擬酶催化活性，可以有效的催化降解污水中的酚類污染物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種納米氧化錳、氧化鉻顆粒作為過(guò)氧化物模擬酶用于檢測(cè)過(guò)氧化氫的方法。
[0005]本發(fā)明目的在于提供一種納米氧化錳、氧化鉻類過(guò)氧化物模擬酶用于檢測(cè)過(guò)氧化氫的新方法。該納米氧化錳、氧化鉻可以催化過(guò)氧化氫產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，高效催化3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯胺鹽酸鹽(TMB)，2，2’ -聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并賽唑啉_6_磺酸)_ 二胺鹽(ABTS)等產(chǎn)生顯色反應(yīng)。具有反應(yīng)時(shí)間短，顯色快，催化效果和適用性都高于天然過(guò)氧化物酶的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]一種納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，納米氧化錳、氧化鉻作為類過(guò)氧化物模擬酶，具有類過(guò)氧化物酶的活性，其粒徑不限，均具有過(guò)氧化物模擬酶活性。
[0007]檢測(cè)H2O2的含量，檢測(cè)限為10 5。
[0008]納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶與3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯胺鹽酸鹽TMB，在過(guò)氧化氫的催化下發(fā)生顯色反應(yīng)，由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。
[0009]納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶與2，2’ -聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并賽唑啉-6-磺酸)-二胺鹽ABTS在過(guò)氧化氫的催化下發(fā)生顯色反應(yīng)，由無(wú)色變?yōu)榫G色。
[0010]納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶，其緩沖溶液為乙酸鈉緩沖溶液。
[0011]納米氧化錳、氧化鉻具有在無(wú)過(guò)氧化氫存在下，仍然可以催化酚類物質(zhì)的能力，除是優(yōu)良的過(guò)氧化物模擬酶外，還是廢水處理的優(yōu)良催化劑。
[0012]1、納米氧化錳、氧化鉻的合成
將金屬硝酸鹽溶液逐滴滴入碳酸鈉(Na2CO3)溶液中(Na2CO3的量剛好使金屬硝酸鹽沉淀完全)，50°C反應(yīng)lh，去離子水洗滌至中性，干燥后，焙燒3h，即可得到納米金屬氧化物。
[0013]2、TMB作為顯色劑，測(cè)定比02濃度
向溶液中加入一定濃度的金屬氧化物溶液和TMB溶液，然后加入不同量的H2O2，使得H2O2形成濃度梯度。最后加入乙酸鈉緩沖溶液，使得待測(cè)溶液的終體積為200ml。使用酶標(biāo)儀測(cè)定溶液隨時(shí)間變化的吸光值，檢測(cè)限可達(dá)10 5mol/L0以此曲線為標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以根據(jù)吸光值判斷H2O2的濃度。
[0014]3、ABTS作為顯色劑，測(cè)定比02濃度
向溶液中加入一定量的金屬氧化物溶液和ABTS溶液，然后加入不同量的H2O2,使得H2O2形成濃度梯度，加入乙酸鈉緩沖溶液(pH=4.0)，使得待測(cè)溶液的終體積為200ml。使用酶標(biāo)儀測(cè)定溶液的吸光值。以此曲線為標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以根據(jù)吸光值判斷H2O2的濃度。
[0015]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述的納米氧化錳、氧化鉻具有過(guò)氧化物酶的功能，可催化過(guò)氧化氫氧化過(guò)氧化物酶底物，是一種新型的過(guò)氧化物酶模擬酶。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)納米氧化錳、氧化鉻具有過(guò)氧化物模擬酶功能，可用于檢測(cè)過(guò)氧化氫的含量;
(2)本發(fā)明制備的納米氧化錳、氧化鉻作為催化劑相比于HRP，具有穩(wěn)定性高，可重復(fù)使用，以及高效的過(guò)氧化物模擬酶催化活性。
[0017](3)本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在無(wú)過(guò)氧化氫存在下，納米氧化錳、氧化鉻同樣可以催化顯色劑，作為模擬酶使用；
(4)本發(fā)明中的制備方法工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，能進(jìn)一步滿足生產(chǎn)和應(yīng)用?！靖綀D說(shuō)明】圖1為本發(fā)明的納米氧化錳的XRD表征圖。
[0018]圖2為實(shí)施例2以TMB為顯色劑，納米氧化猛檢測(cè)過(guò)氧化氫圖。
[0019]圖3為實(shí)施例3以ABTS為顯色劑，納米氧化錳檢測(cè)過(guò)氧化氫圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的納米氧化鉻的XRD表征圖。
[0021]圖5為實(shí)施例2以TMB為顯色劑，納米氧化絡(luò)檢測(cè)過(guò)氧化氫圖。
[0022]圖6為實(shí)施例3以ABTS為顯色劑，納米氧化絡(luò)檢測(cè)過(guò)氧化氫圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說(shuō)明，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0024]實(shí)施例1:
1、納米氧化猛的合成
將20mL lmol/L的硝酸錳鹽溶液逐滴滴入lmol/L碳酸鈉(Na2CO3)溶液中(Na2CO3的量剛好使硝酸錳沉淀完全)，50°C反應(yīng)lh，去離子水洗滌至中性，100°C干燥，300°C焙燒3h，即可得到納米氧化猛顆粒，氧化猛為Mn2O3和少量MnO 2的混合氧化物。
[0025]圖1為本發(fā)明制得的納米氧化錳的XRD圖。
[0026]實(shí)施例2: 納米氧化錳作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫含量。
[0027]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化錳溶液，20ml (5mg/ml) TMB溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的終濃度為 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 加入乙酸鈉緩沖溶液(pH=7.0)，使得待測(cè)溶液的終體積為200ml。室溫30min后，使用酶標(biāo)儀測(cè)定溶液的吸光值。
[0028]圖2為以TMB為顯色劑，納米氧化錳作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫含量。
[0029]實(shí)施例3:
納米氧化錳作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫含量。
[0030]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化錳溶液，20ml (5mg/ml )ABTS溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的終濃度為 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)。加入乙酸鈉緩沖溶液(ρΗ=4.0)，使得待測(cè)溶液的終體積為200ml。室溫30min后，使用酶標(biāo)儀測(cè)定溶液吸光值。
[0031]圖3為以ABTS為顯色劑，納米氧化錳在室溫催化過(guò)氧化氫的催化活性圖。
[0032]實(shí)施例4:
1、納米氧化鉻的合成
將20mL lmol/L的硝酸鉻鹽溶液逐滴滴入lmol/L碳酸鈉(Na2CO3)溶液中(Na2CO3的量剛好使硝酸鉻沉淀完全)，50°C反應(yīng)lh，去離子水洗滌至中性，100°C干燥，300°C焙燒3h，即可得到納米氧化鉻，氧化鉻為無(wú)定形氧化物。
[0033]圖4為本發(fā)明制得的納米氧化鉻的XRD圖。
[0034]實(shí)施例5:
納米氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫含量。
[0035]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化鉻溶液，20ml (5mg/ml) TMB溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的終濃度為 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 加入乙酸鈉緩沖溶液(pH=7.0)，使得待測(cè)溶液的終體積為200ml。室溫30min后，使用酶標(biāo)儀測(cè)定溶液的吸光值。
[0036]圖5為以TMB為顯色劑，納米氧化絡(luò)作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫含量。
[0037]實(shí)施例6:
納米氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫含量。
[0038]向溶液中加入50ml，lmg/ml的氧化鉻溶液，20ml (5mg/ml )ABTS溶液，然后加入不同量的 H2O2,使得 H2O2的終濃度為 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)。加入乙酸鈉緩沖溶液(ρΗ=4.0)，使得待測(cè)溶液的終體積為200ml。室溫30min后，使用酶標(biāo)儀測(cè)定溶液吸光值。
[0039]圖6為以ABTS為顯色劑，納米氧化鉻在室溫催化過(guò)氧化氫的催化活性圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，納米氧化錳、氧化鉻作為類過(guò)氧化物模擬酶，具有類過(guò)氧化物酶的活性，其粒徑不限，均具有過(guò)氧化物模擬酶活性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，檢測(cè)H2O2的含量，檢測(cè)限為10 5O3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶與3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯胺鹽酸鹽TMB，在過(guò)氧化氫的催化下發(fā)生顯色反應(yīng)，由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶與2，2’ -聯(lián)氨-雙(3-乙基苯并賽唑啉-6-磺酸)-二胺鹽ABTS在過(guò)氧化氫的催化下發(fā)生顯色反應(yīng)，由無(wú)色變?yōu)榫G色。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶，其緩沖溶液為乙酸鈉緩沖溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米氧化錳、氧化鉻作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用，其特征在于，納米氧化錳、氧化鉻具有在無(wú)過(guò)氧化氫存在下，仍然可以催化酚類物質(zhì)的能力，除是優(yōu)良的過(guò)氧化物模擬酶外，還是廢水處理的優(yōu)良催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米氧化錳、氧化鉻（MnOx，CrOx）作為過(guò)氧化物模擬酶測(cè)定過(guò)氧化氫濃度的應(yīng)用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)納米氧化錳、氧化鉻具有過(guò)氧化物模擬酶功能，可用于檢測(cè)過(guò)氧化氫的含量；本發(fā)明制備的納米氧化錳、氧化鉻作為催化劑相比于HRP，具有穩(wěn)定性高，可重復(fù)使用，以及高效的過(guò)氧化物模擬酶催化活性；本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在無(wú)過(guò)氧化氫存在下，納米氧化錳、氧化鉻同樣可以催化顯色劑，作為模擬酶使用；本發(fā)明中的制備方法工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，能進(jìn)一步滿足生產(chǎn)和應(yīng)用。
【IPC分類】G01N21/78
【公開(kāi)號(hào)】CN105044093
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510360866
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 王萍, 夏智偉, 劉婷, 趙昆峰, 金彩虹
【申請(qǐng)人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日