基于CTF/MOF纳米酶光学传感系统的构建及分析应用

作     者：覃月媚 

作者单位：广西师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：叶芳贵

授予年度：2018年

学科分类：081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：纳米酶 共价三嗪骨架 金属-有机框架 免标记 荧光传感 

摘      要：天然酶作为生物催化剂,因其催化效率高,底物专一性强被广泛应用在生物传感、医药卫生、环保等领域。但是,由于天然酶易失去活性、制备成本高、存储条件苛刻等缺点,限制了其在实际中的应用。自2007年四氧化三铁纳米粒子被发现具有内在的过氧化物模拟酶特性以来,纳米粒子作为模拟酶的研究备受人们关注。金属氧化物纳米材料、贵金属纳米材料、碳纳米材料、金属-有机框架(MOF)等纳米材料被相继发现具有类过氧化物酶的特性。与天然酶相比,这些纳米酶具有低成本,容易制备,稳定性好等优点。纳米酶发展至今,虽然已经取得了巨大进展,但仍然存在一些不足,如已有的纳米酶催化效率相对低下,开发具有精确调节催化活性的纳米酶仍是一项极具挑战性的任务。此外,纳米酶在荧光传感方面虽然已经展现出良好的应用前景,但是,基于多功能纳米酶免标记的荧光传感系统有待开发。本论文中,我们发展了一种精确调控纳米酶活性的方法和基于双功能MOF纳米酶构建免标记荧光传感系统用于小分子物质的检测。主要内容包括:1、利用微波增强的高温离子热法合成共价三嗪骨架(CTF),通过廉价的铜离子对CTF进行后修饰制备铜改性的CTF(CCTF)。由于其独特的比表面积,原子分散的活性Cu位点,高效的电子转移和光催化效应,CCTF显示出增强的过氧化物酶活性,通过多种手段探究了其催化活性增强的机理。最后,以CCTF作为过氧化物模拟酶,用于HO的比色检测和有机污染物的降解。2、通过简单的溶剂热法制备MIL-53(Fe),基于MIL-53(Fe)纳米酶构建了一种新型的免标记的荧光传感系统用于HO和葡萄糖的测定。在这个系统中MIL-53(Fe)具有两种功能,既作为过氧化物模拟酶又作为当荧光探针。在最优的条件下,过氧化氢和葡萄糖的线性范围分别为0.5-24μmol L和0.5-27μmol L,检出限分别低至7.54×10μmol L,8.44×10μmol L。进一步用于测定人血清中葡萄糖的含量,其结果与传统的酶标法的结果一致。本方法不需要与辣根过氧化物酶,显色剂和稀有金属等物质联用,具有低成本,安全的优点。3、以2-氨基对苯二甲酸和六水合三氯化铁为原料通过简单的溶剂热法制备Fe-MIL-88NH,基于Fe-MIL-88NH的自身荧光和过氧化物模拟酶活性,构建了一种免标记荧光传感系统用于快速,灵敏,特异测定儿茶酚。在最佳的实验条件下,儿茶酚的浓度在0.125-5μmol L之间存在着良好的线性关系(R=0.9988),检出限为0.0913μmol L。该方法具有选择性好、灵敏度高、检出限低等优点,在环境分析中具有较大的应用前景。