CN110389125A - 纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用 - Google Patents

纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110389125A
CN110389125A CN201910659619.6A CN201910659619A CN110389125A CN 110389125 A CN110389125 A CN 110389125A CN 201910659619 A CN201910659619 A CN 201910659619A CN 110389125 A CN110389125 A CN 110389125A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano copper
copper selenide
cysteine
hydrogen peroxide
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910659619.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110389125B (zh
Inventor
万均
白卯娟
徐成成
王卫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao University of Science and Technology
Original Assignee
Qingdao University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao University of Science and Technology filed Critical Qingdao University of Science and Technology
Priority to CN201910659619.6A priority Critical patent/CN110389125B/zh
Publication of CN110389125A publication Critical patent/CN110389125A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110389125B publication Critical patent/CN110389125B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/775Indicator and selective membrane

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种纳米硒化铜(CuSe)作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢和L‑半胱氨酸的应用。纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶,具有过氧化物酶的活性。本发明首次发现纳米硒化铜具有过氧化物模拟酶的功能,可用于检测过氧化氢的含量;本发明发现L‑半胱氨酸可以抑制纳米硒化铜对于TMB和H2O2的催化氧化反应,可用于检测L‑半胱氨酸的浓度;本发明制备的纳米硒化铜作为催化剂相比于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,纳米硒化铜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。

Description

纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和L-半胱氨酸 的应用
技术领域
本发明涉及一种纳米硒化铜(CuSe)作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢和L-半胱氨酸的应用。本发明属于纳米生物化学检测领域。
背景技术
生物酶是高效催化剂,其催化效率高、专一性强、反应条件温和。但是,天然酶的催化作用对环境条件要求严苛,凡是能使蛋白质变性或结构破坏的因素如强酸、强碱、高温等条件都能损坏酶分子而使其失去活性,而且天然酶价格昂贵,提纯困难,储藏和使用成本高,为此模拟酶的研究具有十分重要的意义。自2007年首次发现磁性四氧化三铁纳米粒子(Fe3O4NPs)具备过氧化物酶的催化活性,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,表现出与HRP相类似的催化作用。此后,各种具有过氧化物模拟酶特性的纳米颗粒纷纷被合成和表征,包括以石墨烯为主的碳材料、以贵金属为主的金属单质、以金属氧化物为主的金属化合物,以及金属有机框架(MOF)等。相比于天然酶,模拟酶作为催化剂具有稳定性高,可重复使用,高效的催化活性等优点。
本发明提供了一种纳米硒化铜颗粒作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和L-半胱氨酸的方法。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明目的在于提供一种纳米硒化铜过氧化物模拟酶用于检测过氧化氢和L-半胱氨酸的新方法。该纳米硒化铜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(TMB)产生显色反应,而L-半胱氨酸的加入可以有效抑制氧化反应的进行。具有反应时间短,显色快,催化效果和适用性好的优点。
一种纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢和L-半胱氨酸浓度的应用,其特征在于:纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶,具有过氧化物酶的活性。
可以检测过氧化氢浓度的方法,检测限为2.9×10-6M。
可以检测L-半胱氨酸浓度的方法,检测限为0.2×10-6M。
催化过氧化氢氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB),由无色变为蓝色。
其缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
纳米硒化铜具有在无过氧化氢存在下,仍具有催化氧化酚类物质的能力,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。
1.纳米硒化铜的合成
将硒粉和氢氧化钠(NaOH)溶液混合,搅拌至硒粉完全溶解,将硒的氢氧化钠溶液加入到硫酸铜(CuSO4)溶液和乙二胺四乙酸(EDTA)溶液的混合溶液中,搅拌均匀,用NaOH溶液调节混合后的溶液的pH为12,然后将混合物溶液放入高压釜中,180℃水热反应。离心,洗涤,真空干燥,即可得到纳米硒化铜。
2.TMB作为显色剂,测定H2O2浓度
向比色管中加入一定浓度的硒化铜和TMB溶液,然后加入不同量的H2O2,使得H2O2形成浓度梯度。最后用磷酸盐缓冲溶液定容,用紫外可见分光光度计测定吸光度,绘制吸光度-过氧化氢浓度标准曲线,可以根据溶液吸光度值推断H2O2的浓度,检测限为2.9×10-6M。
3.TMB作为显色剂,在H2O2存在下,测定L-半胱氨酸浓度
向比色管中加入一定浓度的硒化铜,TMB溶液和过氧化氢溶液,然后加入不同浓度的L-半胱氨酸,反应后,用紫外可见分光光度计测定吸光度,以吸光度值的减少为纵坐标,以L-半胱氨酸的浓度为横坐标绘制标准曲线,可以根据标准曲线推断L-半胱氨酸的浓度,检测限为0.2×10-6M。
由上述技术方案可知,本发明所述的纳米硒化铜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模拟酶,可用于过氧化氢的检测。而L-半胱氨酸的加入可以有效抑制氧化反应的进行,抑制作用与L-半胱氨酸的浓度有关,因而也可以检测L-半胱氨酸的浓度。
本发明的优点在于:
(1)本发明首次发现纳米硒化铜具有过氧化物模拟酶功能,可用于检测过氧化氢的含量;
(2)本发明发现L-半胱氨酸可以抑制纳米硒化铜对于TMB和H2O2的催化氧化;
(3)本发明制备的纳米硒化铜作为催化剂相比于HRP,具有稳定性高,可重复使用,以及高效的过氧化物酶催化活性;
(4)本发明发现在无过氧化氢存在下,纳米硒化铜同样可以催化显色剂,作为模拟酶使用;
(5)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为本发明制备的纳米硒化铜的扫描电镜图。
图2为本发明制备的纳米硒化铜的XRD表征图。
图3为实施例2以TMB为显色剂,纳米硒化铜检测过氧化氢的标准曲线。
图4为实施例3以TMB为显色剂,在过氧化氢存在时,纳米硒化铜检测L-半胱氨酸的标准曲线。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明,但本发明不受下述实施例的限定。
实施例1;
纳米硒化铜的合成。
将0.01mol硒粉和10mL NaOH(13mol/L)溶液混合,搅拌直至硒粉完全溶解。将10mL0.05mol/LCuSO4溶液10mL0.05mol/L的EDTA溶液混合,搅拌,然后加入硒-NaOH溶液并搅拌均匀,然后用NaOH溶液调节混合反应物的pH为12,然后将混合物溶液放入100mL的不锈钢高压釜中,180℃水热反应36h。当反应混合物冷却到室温时,将沉淀物离心,用无水乙醇洗涤几次。然后样品在60℃真空干燥6h,即可得到纳米硒化铜。
图1为本发明制备的纳米硒化铜的扫描电镜图。
图2为本发明制备的纳米硒化铜的XRD表征图。
实施例2;
纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢含量。
在一系列的5mL比色管中,分别依次加入0.2mL 1mmol/L的TMB溶液、0.2mL 1mg/L的CuSe溶液、及不同量的过氧化氢溶液,充分混合均匀。用0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液(pH=4.5)定容。用紫外可见分光光度计测定吸光度,绘制吸光度-过氧化氢浓度标准曲线,可以根据溶液吸光度值推断H2O2的浓度。
图3为以TMB为显色剂,纳米硒化铜检测过氧化氢的标准曲线。
实施例3;
纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测L-半胱氨酸的含量。
将200μL TMB(1mM)、200μLCuSe浑浊液、200μLH2O2加入到1400μL PBS缓冲液中然后利用紫外可见分光光度计测定吸光度。将不同浓度的L-半胱氨酸加入到上述CuSe反应体系中,反应5min,测定溶液的吸光度。以不含L-半胱氨酸的溶液的吸光度与含不同浓度的L-半胱氨酸溶液的吸光度之差为纵坐标,以L-半胱氨酸溶液的浓度为横坐标绘制标准曲线,可以根据标准曲线推断L-半胱氨酸的浓度。
图4为以TMB为显色剂,在过氧化氢存在时,纳米硒化铜检测L-半胱氨酸的标准曲线。

Claims (5)

1.一种纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢及L-半胱氨酸浓度的应用,其特征在于:纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶,具有过氧化物酶的活性。
2.根据权利要求1所述的纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢及L-半胱氨酸浓度的应用,其特征在于,催化过氧化氢氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐(TMB),由无色变为蓝色。
3.根据权利要求1所述的纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢及L-半胱氨酸浓度的应用,其特征在于,L-半胱氨酸可以抑制纳米硒化铜对于TMB和H2O2的催化氧化反应,且抑制作用与L-半胱氨酸的浓度正相关,可以检测L-半胱氨酸的浓度。
4.根据权利要求1所述的纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢及L-半胱氨酸浓度的应用,其特征在于,纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶,其缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
5.根据权利要求1所述的纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢及L-半胱氨酸浓度的应用,其特征在于,纳米硒化铜具有在无过氧化氢存在下,仍然可以催化酚类物质,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。
CN201910659619.6A 2019-07-22 2019-07-22 纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用 Active CN110389125B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910659619.6A CN110389125B (zh) 2019-07-22 2019-07-22 纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910659619.6A CN110389125B (zh) 2019-07-22 2019-07-22 纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110389125A true CN110389125A (zh) 2019-10-29
CN110389125B CN110389125B (zh) 2022-03-29

Family

ID=68286873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910659619.6A Active CN110389125B (zh) 2019-07-22 2019-07-22 纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110389125B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111487242A (zh) * 2020-04-27 2020-08-04 天津工业大学 一种基于铁卟啉二维MOFs类酶催化的过氧化氢检测方法
CN114345378A (zh) * 2021-12-08 2022-04-15 青岛农业大学 一种塑化剂降解方法
CN114441458A (zh) * 2021-05-24 2022-05-06 中国科学院海洋研究所 一种zif材料在抑制模拟酶中的应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58197233A (ja) * 1982-05-11 1983-11-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅電解スライム中間処理液からの高純度金の製造方法
CN104568934A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 纳米四氧化三钴作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的应用
CN109453794A (zh) * 2018-11-12 2019-03-12 国家海洋局第海洋研究所 一种Cu2ZnSn(SxSe1-x)4合金纳米材料作为模拟酶的应用
CN109772372A (zh) * 2019-03-16 2019-05-21 泉州师范学院 一种基于鸡蛋壳模板的硒化铜纳米材料的制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58197233A (ja) * 1982-05-11 1983-11-16 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 銅電解スライム中間処理液からの高純度金の製造方法
CN104568934A (zh) * 2015-01-05 2015-04-29 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 纳米四氧化三钴作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的应用
CN109453794A (zh) * 2018-11-12 2019-03-12 国家海洋局第海洋研究所 一种Cu2ZnSn(SxSe1-x)4合金纳米材料作为模拟酶的应用
CN109772372A (zh) * 2019-03-16 2019-05-21 泉州师范学院 一种基于鸡蛋壳模板的硒化铜纳米材料的制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MU GAO ET AL.,: "Enhanced Peroxidase-like Activity of Mo6+-Doped Co3O4 Nanotubes for Ultrasensitive and Colorimetric L‑Cysteine Detection", 《ACS APPLIED NANO MATERIALS 》 *
列少青: ""非化学计量硒化铜纳米颗粒的可控制备及其LSPR性质和催化性质的研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
邓胜强: "Cu2-xSe 纳米颗粒的模拟酶性质及其在分析中的应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111487242A (zh) * 2020-04-27 2020-08-04 天津工业大学 一种基于铁卟啉二维MOFs类酶催化的过氧化氢检测方法
CN114441458A (zh) * 2021-05-24 2022-05-06 中国科学院海洋研究所 一种zif材料在抑制模拟酶中的应用
CN114441458B (zh) * 2021-05-24 2023-06-09 中国科学院海洋研究所 一种zif材料在抑制模拟酶中的应用
CN114345378A (zh) * 2021-12-08 2022-04-15 青岛农业大学 一种塑化剂降解方法
CN114345378B (zh) * 2021-12-08 2023-04-25 青岛农业大学 一种塑化剂降解方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110389125B (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110389125A (zh) 纳米硒化铜作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢和l-半胱氨酸的应用
Jiao et al. Well-redispersed ceria nanoparticles: promising peroxidase mimetics for H 2 O 2 and glucose detection
Wu et al. Microgel coating of magnetic nanoparticles via bienzyme-mediated free-radical polymerization for colorimetric detection of glucose
CN112044471B (zh) 多功能纳米酶及制备方法和应用
CN112337495B (zh) 过氧化物模拟酶、其制备方法及用途
CN112763438B (zh) 一种碳点类过氧化物酶CDs@NC在检测D-丙氨酸和D-脯氨酸中的应用
CN103336003A (zh) 一种以MnO2/CuO复合材料为模拟氧化酶的氧化TMB的方法
Ying et al. Copper fumarate with high-bifunctional nanozyme activities at different pH values for glucose and epinephrine colorimetric detection in human serum
CN110420648A (zh) 一种可高效降解高浓度苯酚的铁硫耦合催化剂及其制备方法和应用
CN107382693B (zh) 具有模拟酶性质的mop-纳米棒及其制备方法与应用
CN114505101A (zh) 一种基于非均相类芬顿反应的有机染料降解催化剂及其制备和应用
CN106596528B (zh) 一种基于羟基磷灰石超长纳米线/金属有机配合物的检测试纸
CN113105646A (zh) 双金属-有机无限配位聚合物纳米微球的制备方法和应用
CN116003818A (zh) 一种制备功能化多金属有机骨架纳米酶的方法及其过氧化物酶活性的应用
CN111747845B (zh) 一种可见光催化选择性氧化葡萄糖的方法
CN113145110B (zh) 硅溶胶改性臭氧催化氧化材料及制备方法
Grennberg et al. Iron Phthalocyanine as a Catalyst for the Aerobic Oxidation of Hydroquinone to 1, 4-Benzoquinone. A Simple Test for CatalyticOxidase'Activity
CN108435209A (zh) 一种疏水强酸性炭材料的制备方法
CN112844431A (zh) 一种铜离子鳌合的石墨相单层c3n4纳米酶及其制备方法
CN113171796A (zh) 钛溶胶改性臭氧催化氧化材料及制备方法
CN113218941A (zh) 一种酶基金属-多酚纳米级联催化的微生物活力检测探针及其制备方法和应用
CN102553644A (zh) 一种改性聚四氟乙烯纤维金属配合物催化剂及制备方法
CN111001423B (zh) 一种半导体铁酸铋-二氧化钛-磷化镍纳米酶的制备及检测过氧化氢的方法
CN116162261B (zh) 一种具有光调节类过氧化物酶活性MOFs的制备方法及应用
CN109482207A (zh) 一种Ag3PO4模拟酶材料及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant