[發明專利]一種氮摻雜四氧化三鐵過氧化物模擬酶及其檢測葡萄糖的方法

在審

• 申請號: 201910476129.2
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110160975A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 邴欣;賈敏;賀祥柯;沙雋伊;李志華
• 申請（專利權）人: 山東省產品質量檢驗研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N1/28;G01N1/38;B01J19/00;C01G49/08;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 杜亞男

本發明屬于分析化學技術領域，具體涉及一種氮摻雜四氧化三鐵過氧化物模擬酶及其檢測葡萄糖的方法；通過對Fe₃O₄納米模擬酶進行含氮物質尿素修飾合成N?Fe₃O₄納米模擬酶并對其催化活性進行研究；氮元素的引入較其他修飾物可顯著提高Fe₃O₄納米模擬酶的過氧化物酶活性和催化效率；通過N?Fe₃O₄納米模擬酶的?NH₂與H₂O₂之間形成穩定的氫鍵，進而提高與H₂O₂的親和力；利用其催化H₂O₂的特性，結合葡萄糖氧化酶催化氧化葡萄糖產生H₂O₂，建立一種快速檢測葡萄糖含量的方法，該方法較現有技術具有更低的檢出限，更寬的線性范圍以及更好的特異性，為實際樣品中葡萄糖含量的測定提供一種更好的方法。

技術領域

本發明屬于分析化學技術領域，具體涉及一種氮摻雜四氧化三鐵過氧化物模擬酶及其檢測葡萄糖的方法。

背景技術

生物酶是具有高度專一性和催化活性的生物大分子，可提高化學反應的效率。大多生物酶是蛋白質，具有穩定性差、難提純、易失活等缺點，限制其廣泛應用，因此開發穩定性好、催化活性高和低成本的具有生物酶催化活性的材料，逐漸成為研究熱點。具有模擬酶催化活性的納米材料，稱為納米模擬酶。2007年，首次報道四氧化三鐵(Ferroferricoxide,Fe₃O₄)磁性納米顆粒具有辣根過氧化物酶(HorseradishPeroxidase,HRP)活性，此后納米模擬酶在科研領域的地位和重要性與日俱增。納米模擬酶的制造成本低，可通過多種途徑調控來獲得特定的催化效果，因此被廣泛應用于生化分析、腫瘤診斷與治療和環境檢測等領域。

Fe₃O₄納米模擬酶在酸性條件下顯示出類似HRP的活性，但是未經修飾的Fe₃O₄納米模擬酶對于底物親和力仍然較低。為了提高Fe₃O₄納米模擬酶的催化效率和選擇性，可采用改變尺寸，形態，摻雜和表面修飾等方面。例如使用組氨酸進行修飾，利用組氨酸模擬天然酶的酶促微環境，進而增加底物的親和能力；利用氧化石墨烯進行修飾，合成石墨烯-Fe₃O₄復合納米材料，獲得酶活力較高的納米模擬酶；通過不同處理獲得具有較低的K_m值的納米模擬酶，從而進一步提高Fe₃O₄納米模擬酶催化活性。為進一步提高Fe₃O₄納米模擬酶的過氧化物酶活性和催化效率，快速檢測葡萄糖含量，有必要設計一種氮摻雜四氧化三鐵過氧化物模擬酶及其檢測葡萄糖的方法。

發明內容

本發明的發明目的在于克服現有技術存在的缺點，提出設計一種氮摻雜四氧化三鐵過氧化物模擬酶及其檢測葡萄糖的方法，利用含氮化合物尿素對Fe₃O₄納米模擬酶進行修飾，獲得氮修飾Fe₃O₄(NitrogendopedFe₃O₄，N-Fe₃O₄)納米模擬酶，并利用Fe₃O₄納米模擬酶構建一種簡單、廉價和選擇性高的比色分析新方法，實現樣品中葡萄糖含量的測定。

本發明涉及的氮摻雜四氧化三鐵過氧化物模擬酶的制備工藝包括以下步驟：

(1)按重量組分稱取六水合三氯化鐵、尿素、聚乙二醇和乙二醇；六水合三氯化鐵、尿素、聚乙二醇加入乙二醇中，攪拌拌均勻，然后加入到水熱合成反應釜中，置于200-260℃干燥箱中反應5-24h；