基于银-铂纳米模拟酶表面修饰铜离子比色检测方法探究

《基于银-铂纳米模拟酶表面修饰铜离子比色检测方法探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于银/铂纳米模拟酶表面修饰铜离子比色检测方法探究　　摘要通过对银/铂纳米簇（Ag/PtNCs）的表面修饰调控其催化活性，建立了一种高灵敏的比色法检测Cu2+。巯基丙酸能够抑制Ag/PtNCs的催化活性，而巯基丙酸与Cu2+作用后，将导致上述抑制作用减弱。2基于上述原理，通过测量Ag/PtNCs催化TMBH2O2反应产生的显色信号，可以实现Cu2+的比色�z测。本方法检测Cu2+的线性范围为10～100nmol/L，检出限（3σ）为5.0nmol/L。将本方法应用于实际水样中Cu2+的检测，结果表

2、明，本方法具有操作简单、成本低、灵敏度高、特异性好等优点关键词银铂纳米簇；比色检测；巯基丙酸；铜离子1引言铜作为人体必须的微量元素，在人体生命活动及器官运行中发挥重要作用[1]。但是过量的铜会对人体产生潜在的毒性，也会对环境造成严重污染[2]。Cu2+在人体内过度累积可能会参与活性氧物质的生成，从而导致神经退行性疾病的发生；13同时，癌症、糖尿病、心血管疾病及动脉硬化、肝硬化肝腹水等也与Cu2+有关[3]。目前，常用的Cu2+检测方法包括原子发射光谱法（AES）[4]、原子吸收光谱法（AAS）[5

3、]、电感耦合等离子质谱法（ICPMS）[6]及电化学分析法[7]。这些方法虽然灵敏度高，特异性好，但都存在不同的缺点，如耗时较长、仪器昂贵、需要专业操作人员、不便携带等，不利于实际应用。因此，开发简单方便、成本低、灵敏度高、特异性好的Cu2+检测方法具有重要的应用价值近年来，基于纳米材料的比色传感方法的发展为研究者开发重金属离子的检测方法提供了新思路。相对于电化学方法[8]及荧光技术[9，10]而言，基于紫外光谱检测及裸眼可见的比色方法更加简单易行，受到研究者青睐。Deng等＼[11]利用经过热处

4、理的裸金纳米颗粒，建立了一种快速检测Cu2+的比色检测方法；Hua等[12]利用化学反应诱导金纳米粒子聚集，建立了一种比色检测水中Cu2+的方法。上述方法主要是通过调控纳米颗粒表面电荷，诱导纳米粒子表面等离子共振吸收峰的变化实现检测，具有简单易行的优点，但由于许多样品基质中含有高浓度的离子，可能带来应用上的干扰研究表明，一些金属纳米粒子，如Fe3O4NPs＼，PtNCs＼，13Co3O4NPs等，具有类似天然酶的活性，被称为“纳米模拟酶”[13]。通过修饰这些纳米模拟酶的表面组分，可调控其催化活性

5、[14]。利用这一特性，研究者构建了一些灵敏的比色方法，检测物包括重金属[15，16]、三聚氰胺[17]及L半胱氨酸[18]。在这些模拟酶中，铂杂化纳米材料凭借其较高的催化活性，已被广泛应用于生物传感器。如Lin等[18]通过将铂纳米材料与氧化石墨烯结合，实现了对半胱氨酸的快速检测；Gao等[19]利用Au@PtNHs实现了扩增比色免疫分析。Zheng等[20]发现银铂杂合纳米簇（Ag/PtNCs）相对于单一组份纳米簇而言，具有更高的催化活性。本课题组也利用Ag/PtNCs的高催化活性，基于半胱氨

6、酸和Hg2+对其催化活性的抑制作用，构建了高灵敏的比色检测方法[21，22]有文献报道，含巯基化合物如L半胱氨酸，能够通过巯基与铂纳米颗粒表面结合，形成〖JG（Pt〖ZJYS〖JG）键，抑制铂纳米模拟酶的催化活性[23，24]。另外，Cu2+可以催化巯基化合物的氧化形成二硫键[25]。基于上述两种作用，本研究利用巯基丙酸（MPA）抑制DNA银铂纳米簇（Ag/PtNCs）的催化活性；同时利用Cu2+与MPA反应，调控MPA对Ag/PtNCs催化活性的抑制作用，实现了Cu2+的比色检测。本方法具有操作

7、简单、成本低、特异性强、灵敏度高等优点〖HS1*5/62实验部分2.1仪器与试剂MultiskanMK3酶标仪（美国Thermo公司）；QL901漩涡混匀器（江苏海门其林医用仪器厂）；VS100C恒温混匀仪（无锡沃信仪器有限公司）；UV2802pcs紫外分光光度计（优尼柯公司）；JEOL2100透射电镜（日本电子株式会式）；13EMXplus10/12电子自旋共振波谱仪（德国布鲁克科技有限公司）AgNO3（美国Sigma公司，纯度99%）；四氯铂酸钾（玛雅试剂）；巯基丙酸（MPA）、四甲基联苯胺（

8、TMB）、NaBH4（阿拉丁试剂）；ssDNA（生工生物工程上海股份有限公司）；金属离子溶液（Hg2+，Mn2+，Sr2+，Zn2+，Fe3+，Co2+，Cr2+，Ag+，Ni2+，Cd2+，Al3+，Ba2+和Pb2+均为1μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；实验用水为Millipore超纯水（18.2MΩcm）；其余试剂均为分析纯2.2Ag/PtNCs的合成参照文献＼[21＼]的方法合成Ag/PtNCs，利用氧化还原法合成平均粒径为4nm的Ag/PtNCs：将50