本發(fā)明屬于傳感器，尤其涉及一種雙金屬納米酶及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、奶制品中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、提高記憶力和注意力等作用，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。h2o2又稱雙氧水，因具有強(qiáng)氧化性和優(yōu)異的殺菌性能，在奶制品中被廣泛用作消毒劑、防腐劑和漂白劑。研究表明，過量h2o2會(huì)降低人體的抗氧化能力，損傷細(xì)胞，加速人體衰老等，進(jìn)而導(dǎo)致癌癥、心血管疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病等發(fā)生。近年來，奶制品安全事件頻發(fā)，許多商家為了節(jié)約成本謀取暴利，違法添加工業(yè)級(jí)h2o2或超標(biāo)準(zhǔn)添加食品級(jí)h2o2以達(dá)到消毒防腐和改變食品外觀的效果。因此，實(shí)現(xiàn)奶制品中h2o2的靈敏、快速檢測(cè)至關(guān)重要。目前，已存在h2o2比色檢測(cè)試劑盒，但多會(huì)使用丙酮和濃鹽酸等易制毒試劑，對(duì)人體和環(huán)境具有危害性，還存在線性范圍窄、無法高通量檢測(cè)等不足。如何在檢測(cè)過程中避免使用有毒有害物質(zhì)，如何提高牛奶中h2o2高靈敏度、高特異度的便捷檢測(cè)，已成為h2o2檢測(cè)領(lǐng)域亟待解決的問題。

2、納米酶是化學(xué)合成的具有天然生物酶活性的納米材料，常被用于h2o2檢測(cè)。與天然酶相比，納米酶除具有類酶活性外，還具有易合成、易儲(chǔ)存、穩(wěn)定性高、成本低等納米材料特性。不同的納米材料，包括碳基納米材料、過渡金屬氧化物和金屬，已成功模擬了各種天然酶，如過氧化物酶、氧化酶、過氧化氫酶、超氧化物歧化酶。因此，納米酶被廣泛應(yīng)用于生化檢測(cè)、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品調(diào)控等方面。具有雙重活性的納米酶更有利于實(shí)際應(yīng)用，其中，同時(shí)具有過氧化物酶樣和氧化酶樣活性的納米酶屬于比較重要的一類，它可以巧妙地構(gòu)成兩種酶活性之間的級(jí)聯(lián)反應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)中間產(chǎn)物的自給自足，構(gòu)成閉環(huán)反應(yīng)，極大的提高了反應(yīng)效率。

3、二維層狀納米材料如mxene、黑磷、石墨化氮化碳等因具有較大的比表面積、優(yōu)良的理化性質(zhì)和獨(dú)特的納米片層結(jié)構(gòu)，在納米酶領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。mxene是一種具有類石墨烯結(jié)構(gòu)的二維材料，由過渡金屬碳化物、氮化物或碳氮化物組成?；瘜W(xué)式為mn+1xntx，其中m為前過渡金屬元素，x為碳、氮、氮，tx為表面官能團(tuán)，如-f、-cl、＝o、-oh等。mxene因獨(dú)特的理化性質(zhì)，如大的比表面積、良好的電導(dǎo)率、優(yōu)異的催化性能和易于功能化等，已被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、儲(chǔ)能、催化、傳感器等多個(gè)領(lǐng)域。ti3alc2是常見的mxene材料，特殊的六方晶體體系和層狀結(jié)構(gòu)賦予ti3alc2具有高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱、易加工、耐腐蝕和良好的熱震性能。然而ti3alc2易氧化、層間易堆疊、生物相容性差等缺陷限制了其應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中基于mxene(ti3c2tx)的多酶活性納米酶研究較少、納米酶催化機(jī)制單一、納米酶催化和放大信號(hào)的效率有待提高等問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙金屬納米酶及其制備方法和應(yīng)用，該基于mxene的雙酶活性納米酶，該納米酶同時(shí)具有單原子納米酶、雙金屬納米酶、雙酶級(jí)聯(lián)催化的優(yōu)點(diǎn)，可通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)高效催化和信號(hào)放大，可廣泛應(yīng)用于生化檢測(cè)、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品監(jiān)管等多個(gè)領(lǐng)域。為多種酶活性雙金屬納米酶的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單制備奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為mxene的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多功能性質(zhì)提供了新方向。

3、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種雙金屬納米酶的制備方法，包括以下步驟：

4、s1、采用酸刻蝕液對(duì)max進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，經(jīng)離心、洗滌得到mxene溶液；

5、s2、鐵源和鎳源于s1所述的mxene溶液中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，經(jīng)超聲得到所述的雙金屬納米酶。

6、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在s1中，所述酸刻蝕劑由lif和hcl溶液混合得到；所述lif和hcl溶液的質(zhì)量體積比為(3-3.5:40)g/ml；所述hcl溶液的濃度為9mol/l-12mol/l。

7、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在s1中，所述max和酸刻蝕液的質(zhì)量體積比為(2:40-45)g/ml。

8、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在s1中，所述刻蝕反應(yīng)的溫度為40℃-50℃，時(shí)間為36h-48h。

9、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在s2中，所述鐵源為氯化鐵；所述鎳源為氯化鎳。

10、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在s2中，所述鐵源和鎳源的質(zhì)量比為5.5-7.5:9；所述鐵源和mxene溶液的質(zhì)量體積比為(5.5-7.5:10)g/ml。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在s2中，所述攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為320rmp-380rmp，時(shí)間為8min-12min；所述超聲的功率為75w-85w，時(shí)間為28min-32min。

12、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種所述的方法制備的雙金屬納米酶。

13、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種所述的雙金屬納米酶在過氧化氫檢測(cè)中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種過氧化氫傳感器，所述過氧化氫傳感器中含有所述的雙金屬納米酶。

15、本發(fā)明的技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

16、(1)本發(fā)明所述的雙金屬納米酶具有酶級(jí)聯(lián)催化體系，極大提高反應(yīng)效率；fe、ni雙金屬在納米酶中以多種價(jià)態(tài)存在，可同時(shí)通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)高效率催化，進(jìn)而放大信號(hào)。該雙金屬納米酶為多種酶活性雙金屬納米酶的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單制備奠定了基礎(chǔ)。

17、(2)本發(fā)明所述的雙金屬納米酶具有類過氧化物酶活性和類氧化酶活性，并結(jié)合了單原子納米酶、雙金屬納米酶、雙酶級(jí)聯(lián)催化的優(yōu)點(diǎn)，基于具有雙酶活性的雙金屬納米酶(fe-ni@ti3c2tx)材料構(gòu)建傳感器實(shí)現(xiàn)了過氧化氫的無害低成本、快速靈敏、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)，可廣泛應(yīng)用于生化檢測(cè)、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品監(jiān)管等多個(gè)領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s1中，所述酸刻蝕劑由lif和hcl溶液混合得到；所述lif和hcl溶液的質(zhì)量體積比為(3-3.5:40)g/ml；所述hcl溶液的濃度為9mol/l-12mol/l。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s1中，所述max和酸刻蝕液的質(zhì)量體積比為(2:40-45)g/ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s1中，所述刻蝕反應(yīng)的溫度為40℃-50℃，時(shí)間為36h-48h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s2中，所述鐵源為氯化鐵；所述鎳源為氯化鎳。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s2中，所述鐵源和鎳源的質(zhì)量比為5.5-7.5:9；所述鐵源和mxene溶液的質(zhì)量體積比為(5.5-7.5:10)g/ml。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙金屬納米酶的制備方法，其特征在于，在s2中，所述攪拌反應(yīng)的轉(zhuǎn)速為320rmp-380rmp，時(shí)間為8min-12min；所述超聲的功率為75w-85w，時(shí)間為28min-32min。

8.一種權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法制備的雙金屬納米酶。

9.一種如權(quán)利要求8所述的雙金屬納米酶在過氧化氫檢測(cè)中的應(yīng)用。

10.一種過氧化氫傳感器，其特征在于，所述過氧化氫傳感器中含有權(quán)利要求8所述的雙金屬納米酶。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種雙金屬納米酶及其制備方法和應(yīng)用，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的雙金屬納米酶的制備方法包括以下步驟：S1、采用酸刻蝕液對(duì)MAX進(jìn)行刻蝕反應(yīng)，經(jīng)離心、洗滌得到MXene溶液；S2、鐵源和鎳源于MXene溶液中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，經(jīng)超聲得到雙金屬納米酶。本發(fā)明的雙金屬納米酶具有類過氧化物酶活性和類氧化酶活性，并結(jié)合了單原子納米酶、雙金屬納米酶、雙酶級(jí)聯(lián)催化的優(yōu)點(diǎn)，基于具有雙酶活性的雙金屬納米酶材料構(gòu)建傳感器實(shí)現(xiàn)了過氧化氫的無害低成本、快速靈敏、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)檢測(cè)，可廣泛應(yīng)用于生化檢測(cè)、抗腫瘤治療、環(huán)境工程、食品監(jiān)管等多個(gè)領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：榮勝忠,馬宏坤,周芷任,鄒立娜,任煥玉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：牡丹江醫(yī)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19