CN109482182A - 一种Ag2WO4模拟酶材料及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种Ag2WO4模拟酶材料及其应用，所述模拟酶材料为具有棒状结构的Ag2WO4，尺寸为1～5μm，通过水热反应获得。所述Ag2WO4模拟酶材料可在氧气存在下催化氧化辣根过氧化物酶的特征底物3,3’,5,5’‑四甲基联苯胺(TMB)，具有良好的催化性能，从而可以作为模拟酶。所述Ag2WO4模拟酶材料的应用，通过与Hg2+混合后提高模拟酶活性，从而可以根据特征底物的氧化产物的紫外可见吸收光谱信号和颜色变化测定Hg2+浓度。本发明不仅提供了一种新的模拟氧化酶材料，同时制备方法简单、易于控制、成本低廉，可以简单、快速、灵敏地检测Hg2+，在环境监测、食品检验等领域具有潜在应用前景。

Description

一种Ag2WO4模拟酶材料及其应用
技术领域
本发明属于模拟酶制备技术领域，具体涉及一种Ag2WO4模拟酶材料及其应用。
背景技术
天然酶是一类具有特殊催化活性和特定空间构象的生物大分子，具有催化效率高、专一性强、反应条件温和等特点(Benkovic et al.,Science 301(2003)1196-1202)。但是，由于大多数天然酶是蛋白质，对热、酸、碱不稳定，容易受多种物理、化学因素的影响而失活。另外，天然酶在生物体内的含量很低，很难通过纯化大量获得，故价格昂贵，大大限制了实际应用。因此，合成在化学结构、催化效率、特异性和选择性上都与天然酶相似的模拟酶受到了研究者广泛关注。
从尺寸、形状以及表面电荷来说，纳米材料与天然酶具有一定的相似之处，其比表面积大、表面活化中心多，催化活性和催化效率都大大增强，并且还克服了天然酶稳定性差、易变性失活、贮存困难、制备工艺复杂和价格昂贵等缺点。因此，自从Gao等(Gao etal.,Nat.Nanotechnol.2(2007)577-583)首次报道了Fe3O4磁性纳米颗粒具有较高的过氧化物模拟酶催化活性后，纳米材料模拟酶的研究迅速堀起，在生物、医药、环境等领域取得了许多研究成果。目前，研究人员已开发出多种新型纳米材料模拟酶，比如金属纳米材料、碳基纳米材料、复合纳米材料等。其中，含银的金属纳米材料因催化效率高、性能稳定等优点受到了广泛关注，包括AgVO3(Wang et al.,Microchim.Acta 185(2018)1)、Ag3PO4(Liu etal.,Plos One 9(2014)e109158)、MoS2-Pt74Ag26(Cai et al.,Nanoscale 8(2016)3685-3693)等已经被证明具有高效的模拟酶催化活性，应用于分析检测葡萄糖和双氧水。
Ag2WO4材料由于其独特的物理活性特性，在催化、传感器、抗菌和光致发光等方面已有广泛应用。然而，其在生物免疫分析和环境检测等领域的应用潜能尚未开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Ag2WO4模拟酶材料及其应用，从而弥补现有技术的不足。
本发明所提供的Ag2WO4模拟酶，其制备方法如下：
1)将AgNO3溶于超纯水中得浓度为0.02～0.2mol/L溶解液A，
2)将Na2WO4·2H2O溶于超纯水得浓度为0.01～0.1mol/L溶解液B；
3)将溶解液B在搅拌条件下逐滴滴加到上溶解液A中得悬浮液，随后再逐滴加入氨水，调节悬浮液pH值为3～9，之后在避光条件下继续搅拌20-40min；
4)搅拌结束后，将混合液在120～200℃热处理8～24h；反应结束后，将混合液冷却至室温，依次用超纯水和乙醇洗涤，过滤，40～80℃干燥6h，得到化学组成为Ag2WO4的模拟酶材料。
本发明所提供的Ag2WO4模拟酶材料作为氧化物酶的应用；
本发明所提供的Ag2WO4模拟酶材料在对Hg2+检测中的应用。
一种检测Hg2+的方法，是在室温下依次向离心管中加入磷酸盐缓冲液(PBS)、Ag2WO4分散液、Hg2+和TMB的乙醇溶液，反应10min后观察溶液颜色变化，并记录400～800nm的紫外可见吸收光谱；
所述Ag2WO4终浓度为50μg/mL，所述Hg2+终浓度为20μmol/L，所述TMB终浓度为0.2mmol/L，所述PBS的终浓度为25mmol/L、pH＝4。
本发明制备的Ag2WO4材料具有良好的模拟氧化物酶催化性能，可以通过比色法快速检测Hg2+，并且具有良好的稳定性，制备方法简单、易于控制、成本低廉，在环境监测、食品检验等领域具有潜在应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Ag2WO4模拟酶材料的XRD图谱(A)和SEM照片(B)。
图2为本发明实施例1制备的Ag2WO4模拟酶材料反应体系的紫外可见吸收光谱图。
具体实施方式
本发明制备的Ag2WO4具有良好的模拟氧化物酶催化活性，与Hg2+反应形成的产物能够在氧气的存在下催化氧化辣根过氧化物酶特征底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)，产生蓝色氧化产物，实现对Hg2+的快速检测，在环境监测、食品检验等领域具有潜在的应用前景。同时该材料具有制备方法简单易行、价格低廉和重复性好等特点。
以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明，有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1Ag2WO4材料的制备
通过水热法制备。将2mmol AgNO3溶于30mL超纯水中得浓度为0.067mol/L溶解液A，同时1mmol的Na2WO4·2H2O溶于30mL超纯水得浓度为0.033mol/L溶解液B；然后将上述溶解液B在搅拌条件下逐滴滴加到上述溶解液A中得悬浮液，随后再逐滴加入氨水，调节悬浮液pH值为9，之后在避光条件下继续搅拌30min；搅拌结束后，将混合液转移至反应釜，放入电热恒温鼓风干燥箱150℃热处理12h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，依次用超纯水、乙醇洗涤，过滤，60℃干燥6h，得到具有棒状结构的Ag2WO4，记为Ag2WO4-9(pH＝9)。
图1(A)为实施例1所制备样品的XRD图谱。由图可知，所有衍射峰的位置与标准卡片JCPDS No.34-0061完全吻合，均归属于斜方晶系α-Ag2WO4，而且没有出现任何杂质相，可以确定实施例1制备的样品为纯的斜方相α-Ag2WO4。此外，由图可知，样品的衍射峰强度较大，衍射峰较尖，说明所制备的Ag2WO4-9具有较好的结晶度。图1(B)为实施例1所制备样品的SEM照片，由图可见，Ag2WO4-9材料为长度约为3μm、直径约为200nm的棒状结构，同时表面还均匀负载了一些尺寸约为50nm的纳米Ag颗粒，具有较大的比表面积。
实施例2Ag2WO4材料的制备
通过水热法制备。将AgNO3溶于超纯水中得浓度为0.02～0.2mol/L溶解液A，同时将Na2WO4·2H2O溶于超纯水得浓度为0.01～0.1mol/L溶解液B；然后将上述溶解液B在搅拌条件下逐滴滴加到上述溶解液A中得悬浮液，随后再逐滴加入氨水，调节悬浮液pH值为3～9，之后在避光条件下继续搅拌30min；搅拌结束后，将混合液转移至反应釜，放入电热恒温鼓风干燥箱120～200℃热处理8～24h；反应结束后，将反应釜冷却至室温，依次用超纯水、乙醇洗涤，过滤，40～80℃干燥6h，得到Ag2WO4材料，记为Ag2WO4-3、Ag2WO4-5、Ag2WO4-7(参见表1)。
表1：制备三种Ag2WO4材料的三种条件
实施例3Ag2WO4材料模拟酶检测Hg2+
取1个1.5mL离心管，加入500μL 50mmol/L的磷酸盐缓冲液(PBS,pH＝4.0)、50μL实施例1制备的Ag2WO4-9分散液(1.0mg/mL)、200μL 100μmol/L Hg2+溶液、100μL 2mmol/L TMB的乙醇溶液和150μL超纯水，然后反应7min后观察溶液颜色变化，并记录400～800nm的紫外可见吸收光谱(参见图2)。
图2是五种反应体系对应的紫外可见吸收光谱图，652nm是氧化态TMB的特征吸收峰。由图可见，Ag2WO4-9+Hg2+和TMB+Hg2+两个反应体系几乎没有吸收峰，Ag2WO4-9+TMB和Ag2WO4-9+TMB+Hg2+体系在652nm处有明显的吸收峰，且峰形较好。此外，由图可见，在加入Hg2 +后，反应体系的吸光度大大增加，这也说明了Hg2+与Ag2WO4发生反应后形成的产物模拟酶催化活性大大提高。通过观察Ag2WO4-9+Hg2+和TMB+Hg2+两个反应体系的颜色变化，发现两个体系溶液的颜色几乎无色透明，未发生明显变化，而Ag2WO4-9+TMB和Ag2WO4-9+TMB+Hg2+体系中溶液呈现出明显的蓝色，且加入Hg2+后反应液的颜色进一步加深，说明Hg2+与Ag2WO4发生反应后形成的产物在O2的存在下催化氧化TMB生成了蓝色氧化物。结果表明，本发明制备的Ag2WO4-9棒状材料具有良好的模拟氧化物酶催化活性，是一种模拟酶材料，在O2存在下可以催化氧化TMB生成蓝色氧化物，并且在加入Hg2+后可以大大提高催化活性，通过这种显色反应可以实现快速检测Hg2+，在环境监测、食品检验等领域具有潜在应用前景。

Claims (8)

1.一种Ag2WO4模拟酶，其特征在于，所述的模拟酶的制备方法如下：
1)将AgNO3溶于超纯水中得浓度为0.02～0.2mol/L溶解液A，
2)将Na2WO4·2H2O溶于超纯水得浓度为0.01～0.1mol/L溶解液B；
3)将溶解液B在搅拌条件下逐滴滴加到上溶解液A中得悬浮液，随后再逐滴加入氨水，调节悬浮液pH值为3～9，之后在避光条件下继续搅拌20-40min；
4)搅拌结束后，将混合液在120～200℃热处理8～24h；反应结束后，将混合液冷却至室温，依次用超纯水和乙醇洗涤，过滤，40～80℃干燥6h，得到化学组成为Ag2WO4的模拟酶材料。
2.权利要求1所述的Ag2WO4模拟酶材料作为氧化物酶的应用。
3.权利要求1所述的Ag2WO4模拟酶材料在对Hg2+检测中的应用。
4.一种检测Hg2+的方法，其特征在于，所述的方法使用了权利要求1所述的Ag2WO4模拟酶材料。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法，是在室温下依次向离心管中加入磷酸盐缓冲液PBS、Ag2WO4分散液、Hg2+和TMB的乙醇溶液，反应10min后观察溶液颜色变化，并记录400～800nm的紫外可见吸收光谱。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的Ag2WO4终浓度为50μg/mL。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的TMB终浓度为0.2mmol/L。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的PBS的终浓度为25mmol/L、pH＝4。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113769768A (zh) * 2021-09-08 2021-12-10 中国科学院海洋研究所 一种双功能复合纳米材料及其制备方法和用途

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103341360A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 江南大学 纳米材料模拟酶及其汞离子检测应用
KR20180049602A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 (의료)길의료재단 효소 모방 나노자임에 기반한 면역학적 분석에 의한 IgE 검출 및 알러지 진단법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103341360A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 江南大学 纳米材料模拟酶及其汞离子检测应用
KR20180049602A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 (의료)길의료재단 효소 모방 나노자임에 기반한 면역학적 분석에 의한 IgE 검출 및 알러지 진단법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YI WANG ET AL.: "Metastable alpha-AgVO3 microrods as peroxidase mimetics for colorimetric determination of H2O2", 《MICROCHIMICA ACTA》 *
陈华: "若干复合催化剂的制备及可见光催化性能的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
霍鹏伟 等: "银基半导体光催化材料的应用研究进展", 《吉林师范大学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113769768A (zh) * 2021-09-08 2021-12-10 中国科学院海洋研究所 一种双功能复合纳米材料及其制备方法和用途
CN113769768B (zh) * 2021-09-08 2023-05-26 中国科学院海洋研究所 一种双功能复合纳米材料及其制备方法和用途

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