[发明专利]二茂铁及其衍生物作为过氧化物酶模拟酶的应用

说明书

本发明公开了二茂铁及其衍生物作为过氧化物酶模拟酶的应用。二茂铁及其衍生物在过氧化氢存在下，可催化氧化3,3',5,5'‑四甲基联苯胺等过氧化物酶底物，使孵育体系由无色变为蓝色，且在656nm附近产生强烈吸收，通过紫外‑可见分光光度计可对二茂铁及其衍生物模拟酶催化活性进行定量测量。二茂铁及其衍生物相较于辣根过氧化物酶，其对酸性、高温和高浓度H₂O₂具有更好的耐受能力。二茂铁及其衍生物作为催化剂，在H₂O₂存在下，能催化苯胺单体聚合为聚苯胺，得到有较大比表面积的产品。本发明方法简便、成本低、效率高，可实现聚苯胺的工业化生产。

技术领域

本发明属于生物分析技术和材料领域，涉及二茂铁及其衍生物作为过氧化物酶模拟酶的应用，具体为将二茂铁及其衍生物作为过氧化物酶模拟酶，应用于催化聚苯胺聚合。

背景技术

过氧化物酶是一类以H₂O₂为电子受体来催化底物氧化的氧化还原酶。与其它天然酶一样，过氧化物酶存在价格昂贵、稳定性差、容易失活变性以及孵育条件苛刻等缺陷，极大地限制了其实用性。因此，具有与天然酶类似催化活性的模拟酶具有极其重大的研究价值和应用前景。

在过氧化物酶模拟酶的筛选中，大多以纳米粒子、金属卟啉化合物、天然活性小分子化合物以及天然蛋白质等模拟物作为优先选择对象。其中，小分子化合物由于具有化学性质稳定、结构简单以及成本低廉等优良特性，受到了广泛的关注。例如乙二胺四乙酸可作为过氧化物酶模拟酶，用于肿瘤生物标志物及循环肿瘤细胞的高灵敏检测；荧光素分子作为过氧化物酶模拟酶，可用于H₂O₂的比色分析；5-羧基荧光素作为过氧化物酶模拟酶，可用于聚苯胺的仿生合成。

二茂铁及其衍生物是一种具有芳香族性质的有机过渡金属小分子化合物，化学性质稳定，可用作燃油消烟剂或燃速调节剂、光敏剂、稳定剂、高分子材料改良剂等，应用广泛。目前为止还未有报道将二茂铁及其衍生物用作过氧化物酶模拟酶。

聚苯胺具有独特的电学、光学性质，经掺杂后可具有导电性及电化学性能，在抗腐蚀涂层，生物传感器、电容器和电磁屏蔽设备等领域广泛应用。相较于单体苯胺，纳米结构聚苯胺的性能有显著的改善，比如在传感器的运用上，聚苯胺纳米管/线因为其更大的比表面积而有更高的灵敏度和更短的反应时间。

聚苯胺通常用电化学或化学的方法使苯胺氧化聚合来合成。Sayah A等(Sayah A,et al.Electrochemical synthesis of polyaniline-exfoliated graphene compositefilms and their capacitance properties[J].Journal of ElectroanalyticalChemistry,2018,818；26–34.)使用计时电流法在0.8V(参比电极为饱和甘汞电极)的电位下实现苯胺的聚合得到聚苯胺。电化学方法的局限在于需要使用特定的电化学设备才能完成。Li等(Li Y,Zheng Y. Preparation and electrochemical properties ofpolyaniline/reduced graphene oxide composites[J].Journal of Applied PolymerScience,2018,135(16):46103.)通过原位聚合的化学合成方法来进行聚苯胺的合成，将苯胺单体与还原氧化石墨烯复合后，再加入含过硫酸铵的苯胺单体溶液，通过过硫酸铵氧化苯胺单体引发苯胺聚合，使聚苯胺聚合于还原氧化石墨烯上。类似的，化学方法使用的氧化剂还有过氧化氢等，在使用过氧化氢的过程中，通常使用过氧化物酶催化来提高反应效率。但是，复杂的模板、结构导向剂、掺杂剂的使用导致现有的大多数合成方法很难得到纯聚苯胺，难以实现量产。因此，探究一种不使用复杂掺杂成分即可实现聚苯胺纳米粒子的合成方法具有必要性。

发明内容

本发明的目的在于提供二茂铁及其衍生物作为过氧化物酶模拟酶的应用。