[发明专利]一种ZIF纳米酶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种ZIF纳米酶及其制备方法和应用。制备方法为：制备铜纳米团簇CuNCs；制备铜纳米团簇加Al离子CuNCs+Al³⁺溶液；最后制备纳米酶CuNCs‑GOx/ZIF‑90溶液。本发明提供的人工纳米酶易于合成、成本低且低毒无污染，在优化后的最佳实验条件下以葡萄糖为模型，通过纳米酶催化的级联反应，实现了对葡萄糖的高灵敏度和高选择性检测。将其应用于活体大鼠的血糖监测，取得了满意的结果，对糖尿病的研究和临床诊断有一定的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种ZIF纳米酶及其制备方法和应用。

背景技术

葡萄糖作为一种重要的特征性生物活性化合物，在活细胞中扮演着至关重要的角色。正常范围内的葡萄糖含量不仅有利于提高人体免疫力、抵抗病毒、维持肠道菌群平衡、降低胆固醇，还能延缓皮肤衰老。临床研究表明，人体血液中的血糖水平与糖尿病或低血糖密切相关，因此，血糖检测对于临床监测、药物和食品分析都是必不可少的。过氧化氢(H₂O₂)，作为一种活性最低、最温和的氧化剂，在环境、工业和生物医学等领域受到越来越多的关注。众所周知，葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）存在的条件下，可被氧气氧化生成过氧化氢（H₂O₂），因此，葡萄糖水平可以通过级联酶促反应(葡萄糖与GOx氧化生成H₂O₂)间接测定。

现有的天然酶在苛刻条件下稳定性差、易被蛋白酶消化。而且酶的制备和纯化过程耗时长、成本高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种ZIF纳米酶的制备方法。该方法易于合成、成本低且低毒无污染。

本发明提供一种ZIF纳米酶的制备方法，步骤包括：

1）铜纳米团簇CuNCs的制备：

将谷胱甘肽水溶液与 CuSO₄·5H₂O水溶液充分混合，调节pH=7，待溶液由白色悬浊状态变至澄清透明状态后，得铜纳米团簇溶液；

2）铜纳米团簇加Al离子CuNCs+Al³⁺溶液的制备：

在所述铜纳米团簇溶液中加入0.1 M的Al离子水溶液,搅拌5分钟，待溶液由澄清透明状态变至白色浑浊状态，得CuNCs+Al³⁺溶液；

3）纳米酶CuNCs-GOx/ZIF-90溶液的制备：

在所述CuNCs+Al³⁺溶液中加入葡萄糖氧化酶，再与ZIF-90 DMF溶液混合，混合均匀搅拌12 h，静置30-60分钟，移除上清液，8000–10000 rpm离心5–10分钟，再用5-10 mL DMF溶液洗涤3次，洗涤后8000–10000 rpm离心5–10分钟，烘干后得纳米酶CuNCs-GOx/ZIF-90。

进一步的，所述谷胱甘肽水溶液的浓度为50 mM， 所述CuSO₄·5H₂O水溶液的浓度为10 mM，谷胱甘肽和 CuSO₄·5H₂O的摩尔比是5:1。

进一步的，所述铜纳米团簇溶液中的铜纳米团簇和Al离子水溶液中的Al离子的摩尔比是5:1。

进一步的，所述CuNCs+Al³⁺、葡萄糖氧化酶以及ZIF-90的摩尔比是5:1:10。

本发明还提供一种ZIF纳米酶，如上述的ZIF纳米酶的制备方法制备得到。

本发明还提供一种ZIF纳米酶的应用，所述应用是ZIF纳米酶应用于生物体内葡萄糖的检测。

进一步的，所述检测方法包括如下步骤：