贵金属纳米酶在乙酰胆碱酯酶及其抑制剂检测中的应用

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贵金属基纳米酶具有特殊的光学性质、较好的化学稳定性、可调控的类酶活性及良好的生物相容性,是目前生物传感领域的热点研究材料,但是其在乙酰胆碱酯酶(ACh E)及其抑制剂检测中的应用相对较少,因此我们希望借助贵金属基纳米酶优异的性质实现对ACh E及其抑制剂的灵敏检测,主要研究内容如下:1.基于在还原氧化石墨烯上原位生长的{100}面钯纳米片的类氧化物酶活性,设计了一种方便、灵敏的ACh E及其抑制剂比色检测法。钯纳米片可以在没有H2O2辅助的情况下,有效催化无色的3,3,5,5-四甲基联苯胺(TMB)氧化生成蓝色氧化态TMB(ox TMB)。在ACh E存在的情况下,ACh E的一种典型底物乙酰硫代胆碱(ATCh)被水解成硫代胆碱(TCh)。所生成的TCh能通过抑制钯纳米片的活性位点有效抑制TMB与钯纳米片的催化显色反应,使TMB褪色,吸光度下降。基于此,构建了一种检测ACh E活性的灵敏探针,其线性范围为0.25-5 m U m L-1,检出限(LOD)为0.0625 m U m L-1。此外,由于他克林对ACh E有抑制作用,因此在ACh E比色测定系统中也可以检测他克林,其对ACh E的IC50值约为0.061μM。2.通过碳化负载在ZIF-8上的Ru(acac)3(Ru(acac)3@ZIF-8)成功地合成了具有丰富的原子分散Ru-Nx基团的类过氧化物模拟酶Ru-N-C。有趣的是,由于Ru-S较强的结合作用,可以通过巯基分子调控纳米酶的活性,在此基础上,利用Ru-N-C引发的TMB显色反应作为信号源,合理地检测ACh E和他克林。ACh E活性的LOD可达0.0433 m U m L-1,他克林对ACh E的IC50值约为0.190 mmol L-1。该方法在血清检测中的稳定性验证了该方法在实际样品检测中的应用潜力。此外,基于提出的比色传感器,合理地构造了“INH”和“IMPLICATION-AND”逻辑门。本研究不仅为基于Ru-N-C的模拟过氧化物酶的制备提供了一条有效的途径,而且为利用Ru-N-C模拟酶作为天然酶的替代品开发新型生物传感器提供了新的动力。3.通过一锅热解法制备了含有丰富活性Pt位点的包覆Pt纳米粒子的二维N掺杂石墨烯(Pt/NG)纳米酶。Pt/NG纳米酶的二维片状结构和重构的电子结构使其表现出良好的模拟过氧化物酶活性。利用Pt/NG纳米酶优异的催化活性,基于硫代胆碱对Pt/NG类过氧化物酶活性的调节作用,建立了一种灵敏测定ACh E和他克林的比色法。ACh E的检出限可达0.652 m U m L-1,他克林对ACh E活性的IC50值约为0.954 mmol L-1。该方法在血清样品检测中的稳定性证明了该方法在实际样品检测中的应用潜力。在此基础上,建立了“IMPLICATION-AND”组合逻辑门。
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