[發明專利]一種靜電紡絲原位制備MOFs納米酶的方法及其葡萄糖比色傳感器

在審

• 申請號: 202210420721.2
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114790585A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 楊占軍;夏艷平;李娟
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: D01F6/54
• 分類號: D01F6/54;D01F6/48;D01F6/50;D01F6/92;D01F1/10;C08G83/00;G01N21/78
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 徐素柏

本發明涉及納米酶材料領域內一種靜電紡絲原位制備MOFs納米酶的方法及其葡萄糖比色傳感器，首先通過靜電紡絲構筑材料的方法，以金屬離子為金屬鹽，有機化合物為有機配體，高分子聚合物作為助紡材料同時也作為MOFs材料生長的位點，調節金屬鹽和配體以及助紡材料的比例，控制調節靜電紡絲參數，以調控MOFs材料在一維納米線上的有序排布，實現MOFs材料的定向生長和形貌控制，制備得到MOFs納米酶。并進一步將MOFs納米酶制備得到葡萄糖比色傳感器。進行葡萄糖檢測時，利用納米酶的高催化活性，以催化TMB或鄰苯二胺發生顯色反應，實現對葡萄糖的快速檢測，并且檢測限范圍更低。

技術領域

本發明涉及納米酶材料領域，特別是涉及一種靜電紡絲原位制備MOFs納米酶的方法及其葡萄糖比色傳感器。

背景技術

人體血液中葡萄糖含量是糖尿病以及其他一些疾病的重要檢測指標，如何簡單、快速、高靈敏的檢測葡萄糖是對糖尿病以及其他疾病進行的診斷和治療重要檢測環節之一。比色傳感基于其顏色變化的不同，在一定的波長下顯示出特定的吸收峰和差異，可以對小分子物質進行檢測。因此，其攜帶性強，并可以在很短的時間內能夠快速的檢測物質，適合于一些物質的現場快速檢測。而且在比色傳感設備的搭建過程中，不需要耗費大型的儀器設備，對操作人員的專業要求相對較低。由于生物酶固有的缺陷限制了比色傳感器的應用和發展，為了克服上述的生物酶的缺陷，納米酶的快速發展促進了比色傳感的發展。

酶是由活細胞產生的一類蛋白質或者核糖核酸分子。與常規的催化劑比較，酶具有催化效率高、底物特異性強以及選擇性強等特點。正是由于酶這種天生的自然屬性，使得其在醫藥、食品安全、環境監測以及化學品生產中起著非常重要的作用。但是，眾所周知，大多數酶的本質是蛋白質，少部分的RNA，在使用的過程中，其穩定性差、對環境的適應能力較弱以及在其使用的過程中面臨相對復雜的純化過程和純化設備造價高等缺陷，限制了其進一步應用。隨著對納米技術研究的不斷深入，納米材料模擬酶（納米酶）已成為天然酶的替代品。與天然酶相比，納米酶不僅具有相對較高以及穩定的催化活性，而且還具有成本低、合成可控、催化活性可調節和高穩定性等優點。

金屬-有機框架（MOFs）材料是有機配體和金屬離子通道經過自組裝形成的一種具有周期性的網格晶體材料，其具有結構與功能多樣化，比表面積大以及孔徑可調等特點，在氣體存儲和分離，液相分離和萃取，催化和傳感器等領域發揮了重要的作用。MOFs材料在構筑高性能納米酶材料有著非常重要的意義，但是到目前為止，MOFs材料的制備方法還是基于傳統的水熱或者其他溶劑的方法，在后期的處理過程，較為繁瑣。

靜電紡絲技術因具有操作簡單、成本低廉和環境友好等諸多優點，從而被視為最具有工業化應用前景的規模化制備納米纖維材料的技術之一。通過該技術手段得到的纖維直徑分布廣泛(從幾納米到微米級)，得到的一維納米纖維雜化材料具有諸多特性：比表面積大、孔隙率高、孔徑小和連續性好等。基于材料的特性探索材料的理想組成，構筑新型材料結構，從而達到更加優異的性能，基于靜電紡絲技術制備功能性納米纖維雜化材料是目前研究最重要的方向之一。

發明內容

本發明針對現有技術MOFs和納米酶自組裝制備方法存在的不足，提供一種靜電紡絲原位制備MOFs納米酶的方法，采用靜電紡絲構筑材料的方法，以金屬離子為金屬鹽，咪唑類的化合物或者其他類型的有機化合物為有機配體，高分子量的聚合物作為助紡材料同時也作為MOFs材料生長的位點，調控MOFs材料在一維納米線上的有序排布，實現MOFs材料的定向生長和形貌控制。

本發明的目的是這樣實現的，一種靜電紡絲原位制備MOFs納米酶的方法，其特征在于，

第1步，按如下質量比例準備靜電紡絲液：助紡材料10-20份，有機溶劑70-80份，金屬離子化合物0.1-1份，有機配體0.1-1份，表面活性劑0.01-0.05份；

第2步，按第1步的質量比例，將助紡材料與有機溶劑混合，常溫下機械攪拌12-16h，攪拌速度為400 r/min~500 r/min，至完全溶解形成均相溶液；