[发明专利]纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶检测过氧化氢的应用

说明书

本发明涉及一种纳米氧化锰、氧化铬（MnOx，CrOx）作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢的应用。本发明属于纳米生物化学检测领域。

背景技术

酶是高效的催化剂，然而天然酶具有易变性失活，价格昂贵，提纯困难，储藏和使用成本高等缺点，使得模拟酶的研究成为当务之急。

自2007年首次发现磁性四氧化三铁纳米粒子(Fe₃O₄NPs)具备类过氧化物酶的催化活性后，即Fe₃O₄NPs能够催化H₂O₂与辣根过氧化物酶的底物3,3’,5.,5’-四甲基联苯胺(TMB)、重氮胺基苯(DAB)等反应,生成相同的反应产物,表现出与HRP相类似的催化作用。此后，各种具有类过氧化物模拟酶特性的纳米颗粒纷纷被合成表征，如多壁碳纳米管负载四氧化三铁纳米颗粒，石墨烯量子点功能化的金纳米粒子(GQDAuNPs)，纳米金属氧化物（中国发明专利：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，专利号：201010519693；一种CsxWO₃类过氧化物模拟酶的应用，专利号：201410220658）等等。相比于HRP，纳米金属氧化物作为催化剂具有稳定性高，可重复使用，以及高效的过氧化物模拟酶催化活性，可以有效的催化降解污水中的酚类污染物。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种纳米氧化锰、氧化铬颗粒作为过氧化物模拟酶用于检测过氧化氢的方法。

本发明目的在于提供一种纳米氧化锰、氧化铬类过氧化物模拟酶用于检测过氧化氢的新方法。该纳米氧化锰、氧化铬可以催化过氧化氢产生强氧化性的羟基自由基，高效催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐（TMB），2,2’-联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)-二胺盐（ABTS）等产生显色反应。具有反应时间短，显色快，催化效果和适用性都高于天然过氧化物酶的优点。

一种纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶测定过氧化氢浓度的应用，其特征在于，纳米氧化锰、氧化铬作为类过氧化物模拟酶，具有类过氧化物酶的活性，其粒径不限，均具有过氧化物模拟酶活性。

检测H₂O₂的含量，检测限为10^-5。

纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶与3,3’,5,5’-四甲基联苯胺盐酸盐TMB，在过氧化氢的催化下发生显色反应，由无色变为蓝色。

纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶与2,2’-联氨-双(3-乙基苯并赛唑啉-6-磺酸)-二胺盐ABTS在过氧化氢的催化下发生显色反应，由无色变为绿色。

纳米氧化锰、氧化铬作为过氧化物模拟酶，其缓冲溶液为乙酸钠缓冲溶液。

纳米氧化锰、氧化铬具有在无过氧化氢存在下，仍然可以催化酚类物质的能力，除是优良的过氧化物模拟酶外，还是废水处理的优良催化剂。

1、纳米氧化锰、氧化铬的合成

将金属硝酸盐溶液逐滴滴入碳酸钠（Na₂CO₃）溶液中（Na₂CO₃的量刚好使金属硝酸盐沉淀完全），50℃反应1h，去离子水洗涤至中性，干燥后，焙烧3h，即可得到纳米金属氧化物。

2、TMB作为显色剂，测定H₂O₂浓度

向溶液中加入一定浓度的金属氧化物溶液和TMB溶液，然后加入不同量的H₂O₂，使得H₂O₂形成浓度梯度。最后加入乙酸钠缓冲溶液，使得待测溶液的终体积为200ml。使用酶标仪测定溶液随时间变化的吸光值，检测限可达10^-5mol/L。以此曲线为标准曲线，可以根据吸光值判断H₂O₂的浓度。

3、ABTS作为显色剂，测定H₂O₂浓度

向溶液中加入一定量的金属氧化物溶液和ABTS溶液，然后加入不同量的H₂O₂，使得H₂O₂形成浓度梯度，加入乙酸钠缓冲溶液(pH=4.0)，使得待测溶液的终体积为200ml。使用酶标仪测定溶液的吸光值。以此曲线为标准曲线，可以根据吸光值判断H₂O₂的浓度。