[发明专利]用纳米银催化表面增强拉曼光谱测定NH4+的方法

说明书

本发明公开了一种用纳米银催化表面增强拉曼光谱测定NH₄⁺的方法，其特征是，包括如下步骤：（1）制备已知浓度的NH₄⁺标准溶液体系；（2）制备空白对照溶液体系；（3）计算ΔI=I‑I₀；（4）以ΔI对NH₄⁺的浓度关系做工作曲线；（5）制备被测样品溶液，测定其表面增强拉曼峰强度值为I_样品，计算ΔI_样品=I_样品‑I₀；（6）依据工作曲线，计算出被测样品中的NH₄⁺的浓度。这种方法采用配体调控纳米酶催化活性，方法简便、快速、灵敏度高。

技术领域

本发明涉及分析化学领域，具体是一种用纳米银催化表面增强拉曼光谱测定NH₄⁺的方法。

背景技术

纳米酶是一种人工酶，又称纳米模拟酶，最早由Scrimin和Pasquato 提出，被用于描述具有显著核糖核酸酶活性的金簇。由于纳米研究领域的飞速发展以及纳米材料独特的物理化学性质，纳米酶的影响已经在无数领域普及开来，包括：生物传感、免疫分析、癌症诊断和治疗、神经保护、干细胞生长和污染物清除等。CeO₂中存在三价和四价铈两种混合价态以及氧空缺，因而在各种应用中体现出极好的催化性能，鉴于纳米铈可以消除超氧化物自由基，研究其模拟超氧化物氧化酶的性质则十分合理，研究发现，具有氧空缺的纳米铈可以保护正常细胞免受辐射损伤但却对肿瘤细胞起不到任何作用，该“保护力”源自纳米铈具备消除自由基的能力，后续大量研究证实，纳米铈具有多种酶（超氧化物氧化酶、过氧化氢酶和氧化酶）的性质，其优越的消除自由基性质被广泛用于体内和体外生物学应用中。由于合成方法简便及功能化手段的发展，柠檬酸钠法制备的金纳米颗粒在各种应用中被广泛研究，曾经有报道考察纳米金的催化活性。但是，当Rossi和他的同事发现裸金可以凭借溶解氧氧化葡萄糖时，学术界还是十分震惊的，这个反应与葡萄糖氧化酶(GO_X)催化类似，暗示金纳米颗粒可以作为GO_X模拟物，该课题组也报道了相关的机理研究。基于得到的实验结果，他们提出Eley Rideal机理解释催化现象：葡萄糖首先吸附到金纳米颗粒的表面上；然后氧气靠近金属表面并与附着的葡萄糖反应产成葡萄糖酸和双氧水。金纳米酶的催化反应也遵从 Michaelis Menten动力学，但是天然酶的活性比纳米酶高55倍。纳米金颗粒不仅仅具有氧化物模拟酶性质，而且也可以显示过氧化物模拟酶性质。有文献报道合成了铁蛋白包裹的铂纳米颗粒并测试了材料消除活性氧的能力，在体外条件下，所制备的材料显示了较好的超氧化物歧化模拟酶活性并且具有长期的稳定性，利用铁蛋白介导的过程，材料进入细胞并在外部诱导应力的作用下增加细胞活力。以纳米颗粒的质量为标准且不考虑聚丙烯酸(PAA)对Pt纳米颗粒活性的影响，实验结果表明，Pt纳米颗粒的超氧化物歧化模拟酶活性要低于CeO₂纳米颗粒，但是文章并没有对该实验现象从理论的角度做出解释。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)保护的 10nm Pt纳米立方体也被报道具有过氧化物模拟酶活性，催化反应为Eley Rideal机理。在双氧水存在与否的条件下，材料均可以氧化底物OPD和TMB，证实了其氧化物模拟酶和过氧化物模拟酶的性质，利用材料的模拟酶性质，通过免疫测试实现了小鼠白细胞介素2定量分析，随后，他们又发现 Au@Pt 纳米棒同样具有抗坏血酸氧化酶的活性，这可用于检测葡萄糖时消除抗坏血酸的干扰。