【摘 要】
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目的基于金属-有机框架（Metal-organic frameworks,MOFs）固有的过氧化物模拟酶活性,设计合成三维石墨烯（Three-dimensional graphene,3DG）功能化的Fe-MOFs（MIL-100）复合物和者多金属氧酸盐（Polyoxometalates,POMs）功能化的Co-MOFs（ZIF-67）衍生物,克服MOFs自身不足并提高其模拟酶活性。有望实现临床上
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目的基于金属-有机框架（Metal-organic frameworks,MOFs）固有的过氧化物模拟酶活性,设计合成三维石墨烯（Three-dimensional graphene,3DG）功能化的Fe-MOFs（MIL-100）复合物和者多金属氧酸盐（Polyoxometalates,POMs）功能化的Co-MOFs（ZIF-67）衍生物,克服MOFs自身不足并提高其模拟酶活性。有望实现临床上高效便捷的黄嘌呤定量检测,为黄嘌呤相关疾病早期预防诊断提供关键技术。方法通过水热合成法得到三维石墨烯,然后通过原位生长法将MIL-100（Fe）固定在多孔3DG上,得到3DG功能化的MIL-100（Fe）复合物MIL-100（Fe）/3DG;采用水热法合成了多酸功能化的ZIF-67,进一步煅烧得到POMs功能化的ZIF-67衍生物Ni Mo6@Co3O4。采用X-射线粉末衍射、X-射线光电子能谱、红外光谱、拉曼光谱、N2吸附-脱附比表面积分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱对制备的复合材料进行了结构表征。过氧化氢,3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）以及邻苯二胺（OPD）被用作底物来评估模拟酶活性,并通过结合肉眼观察、荧光光谱、紫外-可见光谱和Michaelis-Menten方程开展黄嘌呤的比色传感研究。最后评估上述体系在人体血清和尿液中对于黄嘌呤的含量测定。结果成功制备了MIL-100（Fe）/3DG纳米复合材料（简称MIL-3DG）和POMs掺杂多孔Co3O4的复合材料（Ni Mo6@Co3O4）,并由复合物的结构表征证实,复合物中的各个组分保持结构完整性。过氧化物模拟酶活性研究表明MIL-3DG纳米复合材料在检测黄嘌呤时表现出到目前为止最佳的过氧化物酶活性,检测限为0.0014μM和线性范围为0～200μM。Michaelis-Menten动力学如下:过氧化氢的Vm=49.5 10-8 M·s-1,Km=0.029m M;OPD的Vm=18 10-8 M·s-1,Km=0.011 m M。Ni Mo6@Co3O4纳米复合材料在检测黄嘌呤时也表现出优异的过氧化酶活性,检测限低至0.009μM,线性范围为0～150μM,灵敏度为0.023μM-1。Michaelis-Menten动力学如下:过氧化氢的Vm=85.6 10-8 M·s-1,Km=0.012 m M;TMB的Vm=75.2 10-8 M·s-1,Km=0.077 m M。Ni Mo6@Co3O4在多次循环利用下活性无明显衰减。人体血清和尿液标本中用以上方法的加样回收率均在95.2～104.0%之间,标准偏差均在0.8～4.0%之间。结论通过对MOFs修饰,得到的功能化金属-有机框架纳米酶的模拟酶活性获得大幅度提升,这归因于其中各个组分的缺陷相互克服以及协同效应。获得了高效、灵敏、精准的黄嘌呤检测方法,拓宽了金属-有机框架纳米酶在生物技术和医学诊断方面的分析应用。
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