[發明專利]二茂鐵及其衍生物作為過氧化物酶模擬酶的應用

在審

• 申請號: 201810554778.5
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108976412A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 于卓君;丁俊婷;孔金明;胡瓊;王薔薇
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C12P13/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了二茂鐵及其衍生物作為過氧化物酶模擬酶的應用。二茂鐵及其衍生物在過氧化氫存在下，可催化氧化3,3',5,5'?四甲基聯苯胺等過氧化物酶底物，使孵育體系由無色變為藍色，且在656nm附近產生強烈吸收，通過紫外?可見分光光度計可對二茂鐵及其衍生物模擬酶催化活性進行定量測量。二茂鐵及其衍生物相較于辣根過氧化物酶，其對酸性、高溫和高濃度H₂O₂具有更好的耐受能力。二茂鐵及其衍生物作為催化劑，在H₂O₂存在下，能催化苯胺單體聚合為聚苯胺，得到有較大比表面積的產品。本發明方法簡便、成本低、效率高，可實現聚苯胺的工業化生產。

技術領域

本發明屬于生物分析技術和材料領域，涉及二茂鐵及其衍生物作為過氧化物酶模擬酶的應用，具體為將二茂鐵及其衍生物作為過氧化物酶模擬酶，應用于催化聚苯胺聚合。

背景技術

過氧化物酶是一類以H₂O₂為電子受體來催化底物氧化的氧化還原酶。與其它天然酶一樣，過氧化物酶存在價格昂貴、穩定性差、容易失活變性以及孵育條件苛刻等缺陷，極大地限制了其實用性。因此，具有與天然酶類似催化活性的模擬酶具有極其重大的研究價值和應用前景。

在過氧化物酶模擬酶的篩選中，大多以納米粒子、金屬卟啉化合物、天然活性小分子化合物以及天然蛋白質等模擬物作為優先選擇對象。其中，小分子化合物由于具有化學性質穩定、結構簡單以及成本低廉等優良特性，受到了廣泛的關注。例如乙二胺四乙酸可作為過氧化物酶模擬酶，用于腫瘤生物標志物及循環腫瘤細胞的高靈敏檢測；熒光素分子作為過氧化物酶模擬酶，可用于H₂O₂的比色分析；5-羧基熒光素作為過氧化物酶模擬酶，可用于聚苯胺的仿生合成。

二茂鐵及其衍生物是一種具有芳香族性質的有機過渡金屬小分子化合物，化學性質穩定，可用作燃油消煙劑或燃速調節劑、光敏劑、穩定劑、高分子材料改良劑等，應用廣泛。目前為止還未有報道將二茂鐵及其衍生物用作過氧化物酶模擬酶。

聚苯胺具有獨特的電學、光學性質，經摻雜后可具有導電性及電化學性能，在抗腐蝕涂層，生物傳感器、電容器和電磁屏蔽設備等領域廣泛應用。相較于單體苯胺，納米結構聚苯胺的性能有顯著的改善，比如在傳感器的運用上，聚苯胺納米管/線因為其更大的比表面積而有更高的靈敏度和更短的反應時間。

聚苯胺通常用電化學或化學的方法使苯胺氧化聚合來合成。Sayah A等(Sayah A,et al.Electrochemical synthesis of polyaniline-exfoliated graphene compositefilms and their capacitance properties[J].Journal of ElectroanalyticalChemistry,2018,818；26–34.)使用計時電流法在0.8V(參比電極為飽和甘汞電極)的電位下實現苯胺的聚合得到聚苯胺。電化學方法的局限在于需要使用特定的電化學設備才能完成。Li等(Li Y,Zheng Y. Preparation and electrochemical properties ofpolyaniline/reduced graphene oxide composites[J].Journal of Applied PolymerScience,2018,135(16):46103.)通過原位聚合的化學合成方法來進行聚苯胺的合成，將苯胺單體與還原氧化石墨烯復合后，再加入含過硫酸銨的苯胺單體溶液，通過過硫酸銨氧化苯胺單體引發苯胺聚合，使聚苯胺聚合于還原氧化石墨烯上。類似的，化學方法使用的氧化劑還有過氧化氫等，在使用過氧化氫的過程中，通常使用過氧化物酶催化來提高反應效率。但是，復雜的模板、結構導向劑、摻雜劑的使用導致現有的大多數合成方法很難得到純聚苯胺，難以實現量產。因此，探究一種不使用復雜摻雜成分即可實現聚苯胺納米粒子的合成方法具有必要性。

發明內容

本發明的目的在于提供二茂鐵及其衍生物作為過氧化物酶模擬酶的應用。