[发明专利]纳米氧化铜模拟酶及其作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米氧化铜及其作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的方法，属于分析化学技术领域。

背景技术

酶是高效的生物催化剂，生物体内几乎所有的反应都有酶的参与。酶法分析在临床诊断、生物、食品、化学、环境等领域都有广泛的应用。酶催化反应因其具有高效、专一、条件温和等特点而备受关注。然而天然酶来源有限，提纯困难，价格昂贵，而且为了保持其活性要求实验条件和操作环境都较为苛刻，使其应用受到了极大的限制，因此模拟酶的开发及应用研究越来越受到人们的关注。

已报道的模拟酶主要有过氧化物模拟酶，细胞色素P450模拟酶，丝氨酸蛋白酶模拟酶，磷酸二酯酶模拟酶，加双氧酶模拟酶，核酸酶模拟酶等。由于过氧化物酶可以高效地催化氧化过氧化氢，而过氧化氢又是生物反应中一种重要的中间物质，所以对过氧化氢以及相关生化物质的精确测定具有重要的意义。过氧化物模拟酶所涉及的物质包括四氧化三铁纳米粒子，血红蛋白，氯化血红素，金属卟啉，金属酞菁等。其中，纳米颗粒模拟酶具有制备简单、经济、快捷、耐高温和耐酸碱、性质稳定等诸多优势，在模拟生物酶方面显示出极其诱人的应用前景。

本发明基于纳米氧化铜的模拟过氧化物酶特性，提供了一种比色检测过氧化氢的新方法。

发明内容

本发明的目的在于基于纳米氧化铜的模拟过氧化物酶特性，提供了一种纳米氧化铜模拟酶以及纳米氧化铜作为过氧化物模拟酶比色测定过氧化氢的新方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

(一)纳米氧化铜模拟酶的制备：

取硝酸铜溶液和冰醋酸加入到装有冷凝管的三颈瓶中，搅拌加热至沸腾，快速加入氢氧化钠溶液，加完后，继续搅拌5分钟，得到黑色氧化铜沉淀。将反应得到的黑色氧化铜沉淀离心，用无水乙醇洗涤，减压干燥，即得纳米氧化铜粉体(图1-3分别为所制备的纳米氧化铜的透射电镜、XRD和紫外-可见吸收光谱图))。将纳米氧化铜粉体分散于二次蒸馏水中得到棕色纳米氧化铜模拟酶溶液(见图4所示)。

(二)纳米氧化铜模拟酶特性：

取二次蒸馏水置于超级恒温水槽中37℃温浴20min，再依次分别加入过氧化氢溶液，纳米氧化铜模拟酶溶液，3，3’，5，5’-四甲基联苯胺盐酸盐溶液，摇匀，37℃反应10min后，取出。以二次蒸馏水为空白，在400-800nm波长范围内测定吸收光谱。

从图5比色图和图6数据可以看到，纳米氧化铜可催化过氧化氢氧化过氧化物酶底物3，3’，5，5’-四甲基联苯胺盐酸盐的反应，具有优良的模拟过氧化物酶特性。

(三)纳米氧化铜作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢

分别37℃预热反应试剂(酚溶液、4-氨基安替比林溶液、pH 6.0Tris-HCl缓冲液)20分钟后，在同一离心管中加入上述的酚溶液，4-氨基安替比林溶液，Tris-HCl缓冲液，过氧化氢溶液，纳米氧化铜模拟酶溶液，混匀后37℃恒温反应20分钟，用紫外可见分光光度计测定最大吸收波长处的吸光度。

利用本发明的比色方法对过氧化氢检测的表征如图7和图8所示。

从图7数据可以看出，该方法对于过氧化氢有很好的比色响应。

从图8数据可以看出，该方法对于过氧化氢的检出限为0.02mmol/L，线性范围是0.1到1mmol/L。

由上述技术方案可知，本发明所述的纳米氧化铜具有过氧化物酶的功能，可催化过氧化氢氧化过氧化物酶底物，是一种新型的过氧化物酶的模拟酶，可用于过氧化氢的比色检测。

本发明的有益效果是：本发明所述的纳米氧化铜其直径为5～8nm的纳米氧化铜，为单斜晶系的CuO，空间群为C2/c，所制备的纳米氧化铜的典型紫外-可见吸收光谱最大吸收峰位于280nm处，具有过氧化物酶的功能，可催化过氧化氢氧化过氧化物酶底物，是一种新型的过氧化物酶的模拟酶，对于过氧化氢有很好的比色响应，可用于过氧化氢的比色检测。对于过氧化氢的检出限为0.02mmol/L，线性范围是0.1到1mmol/L。纳米氧化铜过氧化物模拟酶的制备工艺简单，粒径小，水中的分散稳定性好，催化能力强。

附图说明

图1为本发明的纳米氧化铜模拟酶的透射电镜图。

图2为本发明的纳米氧化铜模拟酶的XRD图。

图3为本发明的纳米氧化铜模拟酶的紫外-可见吸收光谱图。

图4为本发明的0.4mg/ml纳米氧化铜模拟酶水溶液。