CN105537619A - 一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒及制备方法，制备方法包括如下步骤：(1)脱氧核苷酸的退火：将脱氧核苷酸水溶液、磷酸盐缓冲溶液加入1.5mL的离心管中并加入，混匀；升温至90-100℃，维持5-10min，降至室温；(2)钯纳米颗粒的制备：将氯钯酸钠水溶液加入到步骤(1)获得的退火的脱氧核苷酸水溶液中，混匀，静置，加入还原剂水溶液，混匀，静置，得到具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体。本发明的方法简单、周期短、条件易控、温和，便于大工业生产制备；具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的平均粒径为1.0-4.8nm，催化活性高。
Description
技术领域
本发明属于纳米颗粒制备技术领域，具体的是涉及一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法。
背景技术
钯纳米材料已经被公认为是一种高度理想的催化剂，其催化活性与表面几何效应，电子属性和量子尺寸效应有很大的关系。到目前为止，钯纳米颗粒已经以碳、金属氧化物、树枝状分子、嵌段共聚物胶束、介孔分子筛等作为支持材料来进行制备。其制备繁琐、周期长、条件不易控制、过氧化物酶活性低。因此，开发方便有效的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒制备方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、周期短、条件易控、温和，便于大工业生产的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法。
本发明的第二个目的是提供一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒。
本发明的技术方案概述如下：
一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)脱氧核苷酸的退火：
将2.5-250μL2-200μM的脱氧核苷酸水溶液、50-200μL5-20mMpH为3.0-9.0的磷酸盐缓冲溶液加入1.5mL的离心管中并加入三蒸水使总体积为400μL，混匀；升温至90-100℃，维持5-10min，降至室温；
脱氧核苷酸的序列为
Gb，其中b＝10-200；
Cc，其中c＝10-200；
(GC)d，其中d＝5-100；
(G2C)e，其中e＝4-70；
(G3C)f，其中f＝3-60；
(G4C)g，其中g＝2-50；
(GC2)h，其中h＝4-70；，
(GC3)i，其中i＝3-60；
(GC4)j，其中j＝2-50；
(2)钯纳米颗粒的制备：
将8-16μL200-400μM氯钯酸钠水溶液加入到步骤(1)获得的退火的脱氧核苷酸水溶液中，在20-30℃下混匀，静置0.5-4h，加入6-24μL0.6-2.4mM还原剂水溶液，混匀，在20-30℃下静置10-15h，得到具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体。
脱氧核苷酸水溶液的浓度优选20μM。
氯钯酸钠水溶液的浓度优选300μM。
磷酸盐缓冲溶液的pH优选为5.0，磷酸盐缓冲溶液的浓度优选为10mM。
还原剂优选硼氢化钠或二甲胺硼烷，也可以选用性质与其相似的还原剂。
磷酸盐缓冲溶液优选：磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲溶液、磷酸二氢钾-磷酸氢二钾缓冲溶液或磷酸二氢钠-磷酸缓冲溶液。
本发明的方法简单、周期短、条件易控、温和，便于大工业生产制备；具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的平均粒径为1.0-4.8nm，催化活性高。
说明书附图
图1是实施例1中合成的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的透射电镜图；
图2是实施例1中过氧化氢水溶液浓度为125mM，3,3’,5,5’-四甲基联苯胺乙醇溶液浓度分别为0.015mM、0.06mM、0.08mM、0.125mM、0.165mM、0.25mM的动力学曲线图；
图3为图2的双倒数曲线图。
图4是实施例1中3,3’,5,5’-四甲基联苯胺乙醇溶液浓度为0.125mM，过氧化氢水溶液浓度分别为15mM、30mM、50mM、75mM、100mM、125mM、150mM的动力学曲线图；
图5为图4的双倒数曲线图。
具体实施方式
下面的实施例是为了使本领域的技术人员能够更好地理解本发明，但不对本发明作任何限制。
实施例1
一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)脱氧核苷酸C10的退火：
将25μL20μM的脱氧核苷酸C10水溶液、100μL10mMpH为5.0的磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲溶液加入1.5mL的离心管中并加入三蒸水使总体积为400μL，混匀；升温至95℃，维持5min，降至室温；
(2)钯纳米颗粒的制备：
将12μL300μM氯钯酸钠水溶液加入到步骤(1)获得的退火的脱氧核苷酸水溶液中，在25℃下混匀，静置2h，加入15μL1.5mM二甲胺硼烷水溶液，混匀，在25℃下静置12h，得到具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体。用透射电镜扫描获得平均粒径为4.8nm。(见图1)
检测：
测定钯纳米颗粒的过氧化物酶活性：
在6个4mL比色皿中，均加入9μL实施例1获得的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体、750μL10mMpH为4.0的磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液、38.2μL0.125M过氧化氢水溶液后，再向1-6个比色皿中依次加入15μL的0.015mM、0.06mM、0.08mM、0.125mM、0.165mM、0.25mM3,3’,5,5’-四甲基联苯胺乙醇溶液，加入三蒸水使终体积为3000μL，混合反应10min，采用紫外分光光度计扫描652nm处的吸收光谱，得到吸光度，通过Lineweaver–Burk方程计算出其米氏常数。(见图2和图3)
具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒表现出高的酶活性，对3,3’,5,5’-四甲基联苯胺的Km值为0.051mM。
在7个4mL比色皿中，均加入9μL实施例1获得的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体、750μL10mMpH为4.0的磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲液、15μL0.125mM3,3’,5,5’-四甲基联苯胺乙醇溶液后，再向1-7个比色皿中依次加入38.2μL的15mM、30mM、50mM、75mM、100mM、125mM、150mM过氧化氢水溶液，加入三蒸水使终体积为3000μL，混合反应10min，采用紫外分光光度计扫描652nm处的吸收光谱，得到吸光度，通过Lineweaver–Burk方程计算出其米氏常数。(见图4和图5)
具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒表现出高的酶活性，对过氧化氢的Km值为29.5mM。
实施例2
一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)脱氧核苷酸G200的退火：
将2.5μL2μM的脱氧核苷酸G200水溶液、50μL5mMpH为3.0的磷酸二氢钾-磷酸氢二钾缓冲溶液加入1.5mL的离心管中并加入三蒸水使总体积为400μL，混匀；升温至90℃，维持10min，降至室温；
(2)钯纳米颗粒的制备：
将8μL200μM氯钯酸钠水溶液加入到步骤(1)获得的退火的脱氧核苷酸水溶液中，在20℃下混匀，静置4h，加入6μL0.6mM硼氢化钠水溶液，混匀，在20℃下静置15h，得到具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体。
用透射电镜扫描获得平均粒径为1.0nm。测定方法同实施例1，对3,3’,5,5’-四甲基联苯胺的Km值为0.003mM，对过氧化氢的Km值为481.4mM。
实施例3
一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：
(1)脱氧核苷酸C200的退火：
将250μL200μM的脱氧核苷酸C200水溶液、200μL20mMpH为9.0的磷酸二氢钠-磷酸溶液加入1.5mL的离心管中并加入三蒸水使总体积为400μL，混匀；升温至100℃，维持5min，降至室温；
(2)钯纳米颗粒的制备：
将16μL400μM氯钯酸钠水溶液加入到步骤(1)获得的退火的脱氧核苷酸水溶液中，在30℃下混匀，静置0.5h，加入24μL2.4mM二甲胺硼烷水溶液，混匀，在30℃下静置10h，得到具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体。
用透射电镜扫描获得平均粒径为1.9nm。测定方法同实施例1，对3,3’,5,5’-四甲基联苯胺的Km值为0.014mM，对过氧化氢的Km值为140mM。
用G10、(GC)5、(GC)100、(G2C)4、(G2C)70、(G3C)3、(G3C)60、(G4C)2、(G4C)50、(GC2)4、(GC2)70、(GC3)3、(GC3)60、(GC4)2、(GC4)50；分别替换实施例1中的C10，其它同实施例1，所获得的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的平均粒径见表1。并用同实施例1相同的方法测定对3,3’,5,5’-四甲基联苯胺的Km值，对过氧化氢的Km值，见表1。
表1
结论：本发明的方法制备的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒对过氧化氢的Km值小，说明具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒与过氧化氢的亲和力高，反应速率快，催化活性高。
Claims (7)
1.一种具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒的制备方法，其特征是包括如下步骤：
(1)脱氧核苷酸的退火：
将2.5-250μL2-200μM的脱氧核苷酸水溶液、50-200μL5-20mMpH为3.0-9.0的磷酸盐缓冲溶液加入1.5mL的离心管中并加入三蒸水使总体积为400μL，混匀；升温至90-100℃，维持5-10min，降至室温；
脱氧核苷酸的序列为
Gb，其中b＝10-200；
Cc，其中c＝10-200；
(GC)d，其中d＝5-100；
(G2C)e，其中e＝4-70；
(G3C)f，其中f＝3-60；
(G4C)g，其中g＝2-50；
(GC2)h，其中h＝4-70；，
(GC3)i，其中i＝3-60；
(GC4)j，其中j＝2-50；
(2)钯纳米颗粒的制备：
将8-16μL200-400μM氯钯酸钠水溶液加入到步骤(1)获得的退火的脱氧核苷酸水溶液中，在20-30℃下混匀，静置0.5-4h，加入6-24μL0.6-2.4mM还原剂水溶液，混匀，在20-30℃下静置10-15h，得到具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒液体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述脱氧核苷酸水溶液的浓度为20μM。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述氯钯酸钠水溶液的浓度为300μM。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是磷酸盐缓冲溶液的pH为5.0，磷酸盐缓冲溶液的浓度为10mM。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述还原剂为硼氢化钠或二甲胺硼烷。
6.根据权利要求1或4所述的方法，其特征是所述磷酸盐缓冲溶液为磷酸二氢钠-磷酸氢二钠缓冲溶液、磷酸二氢钾-磷酸氢二钾缓冲溶液或磷酸二氢钠-磷酸缓冲溶液。
7.权利要求1-6之一的方法制备的具有过氧化物酶活性的钯纳米颗粒。
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