[發明專利]一種單原子納米酶及其比色傳感器陣列的制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211646023.0
• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN115970727A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 沈艷飛;朱彩霞;張袁健
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;B82Y40/00;B82Y30/00;G01N21/78;G01N21/33
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孫斌

1.一種單原子納米酶的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)離子液體的制備：將1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽和金屬氯化物按比例混合于有機溶劑后，攪拌反應，反應結束經過濾、旋蒸后，洗滌真空干燥后得到離子液體；

(2)單原子納米酶的制備：離子液體在惰性氣體下煅燒得到催化劑前軀體，以煅燒得到催化劑前軀體或者以金屬的氧/氯化物為催化劑前軀體與氮碳源前驅體利用類化學氣相沉積法升溫煅燒，自然冷卻后，收集上層黑色物質，洗滌后真空干燥，得到的顆粒收集備用即為單原子納米酶(M-N-CNTs)。

2.根據權利要求1所述的單原子納米酶的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述離子液體所用原料1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽與金屬氯化物的摩爾比為2:1-1:2，所述攪拌時間為5-10h；所述有機溶劑包括乙醇、甲醇、異丙醇、聚乙二醇中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的單原子納米酶的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述金屬的氧/氯化物包括氯化鈷、四氧化三鈷納米顆粒、氯化鐵、四氧化三鐵、氯化鎳中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的單原子納米酶的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述離子液體的煅燒為1-2小時內升溫至500-900℃，并保溫1-2小時；所述類化學氣相沉積法升溫煅燒為1-2小時內升溫至500-800℃，并保溫1-2小時。

5.根據權利要求1所述的單原子納米酶的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述氮碳源前驅體優選為尿素、雙氰胺、三聚氰胺、單氰胺或者硫脲中的任意一種。

6.一種基于權利要求1所述的單原子納米酶的單原子納米酶比色傳感器陣列的制備方法，其特征在于，將單原子納米酶固定在載體上，加入不同的顯色劑，構成基于單原子納米酶的比色傳感器陣列。

7.根據權利要求6所述的單原子納米酶基比色傳感器陣列的制備方法，其特征在于，所述載體為微流控芯片，其制作原料包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇、水凝膠、丙稀酸、橡膠或者氟塑料中的任意一種；所述微流控芯片采用上述材料中的一種和載玻片制作微流控裝置，并用聚丙烯管連接注射器泵。

8.根據權利要求1所述的單原子納米酶基比色傳感器陣列的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述顯色劑包括3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺(TMB)、2,2’-聯氮雙(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTs)、鄰苯二胺(OPD)、氯萘酚、二氨基聯苯胺/金屬鹽(DAB)、氨乙基咔唑(AEC)、4-氨基安替比林/苯酚(Trinder’s試劑)任意一種或者多種。

9.一種權利要求1所述的制備方法制備的單原子納米酶或者權利要求6所述的制備方法所制備的單原子納米酶比色傳感器陣列在選擇性分析檢測生物還原性小分子中的應用。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述應用的過程為：向比色傳感器陣列中M-N-CNTs和顯色劑反應后的氧化產物中通入各種還原性小分子并發生還原褪色反應，對流出液進行紫外可見光譜的檢測，通過檢測流出物的吸光度，即得一系列的與生物小分子相關的吸光度值，通過對各種生物還原性小分子進行線性分析，并根據生成的“指紋圖”，最后經過主成分分析法處理，從而實現選擇性分辨各種還原性生物小分子；所述還原性小分子包括抗壞血酸(AA)、檸檬酸(CA)、多巴胺(DA)、谷胱甘肽(GSH)、腎上腺素(AH)。