[发明专利]一种基于MnO2

说明书

本发明一种基于MnO₂复合酶模拟物的铜离子比色检测方法及应用，包括以下步骤：配置不同浓度的铜离子和L‑cys溶液；合成MB和MB/Au/PANI/MnO₂复合材料；配制NaAC‑HAC缓冲液；配制TMB溶液；条件优化；对铜离子比色检测。本发明提供的基于MnO₂复合酶模拟物的铜离子比色检测方法及应用，MB/Au/PANI/MnO₂复合材料作为复合酶模拟物，具有强催化性，实现对铜离子的高灵敏、定量检测，提高目标物检测的选择性和稳定性，将复合酶模拟物换成掺杂MnO₂的其他复合物可应用于新目标物的检测分析，通用性强，检测方法简单、便捷，成本低廉，原料易得、无毒，可应用于实际样品检测，适合工业推广。

技术领域

本发明属于比色检测技术领域，具体涉及一种基于MnO₂复合酶模拟物的铜离子比色检测方法及应用。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

铜是人体必需微量元素，在人体一系列基本生理过程和活动中起着重要的作用。铜参与多种生物酶的形成并保持酶的活性，使电子传递和氧化还原代谢生命活动正常进行。铜还参与红细胞生成，以维持正常的造血功能。此外，儿童抽搐与人体内铜含量密切相关。但是，过量的铜离子(Cu²⁺)也会导致一系列健康问题，包括缺血性心脏病、贫血、肾病、骨骼疾病、老年痴呆症、朊病毒、帕金森疾病等。更重要的是，在水中Cu²⁺含量过高会对水生生物有不利影响。世卫组织和美国环境保护署已将饮用水中Cu²⁺的最大允许限量设定为1.3ppm。中国国家标准表明，自来水中Cu²⁺的最大浓度限制为1mg/L。因此，在适当范围内监测环境中Cu²⁺的浓度至关重要。目前检测Cu²⁺的传统方法通常使用原子吸收光谱法、原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法，但这些方法耗时长、样品制备复杂，需要配备专业操作人员。因此，无论是从生物角度还是从环境角度，都需要设计一种简单定量检测Cu²⁺的分析方法。比色化学传感器因其操作简单、直观、选择性高、响应时间短等优点，是一种替代性的设备，能够在水介质中通过显示颜色变化检测目标离子，可实现裸眼检测和现场检测。

辣根过氧化物酶(Horseradish Peroxidase，HRP)是一种非常常用的酶，对H₂O₂的分解具有高效的催化作用，被广泛应用于生物感应的标记，如酶联免疫吸附试验。2019年，研究人员以棉线作为固体吸附剂，提高了棉线上局部Cu²⁺浓度，利用抗坏血酸将Cu²⁺还原为Cu⁺，通过观察HRP催化氧化无色TMB(四甲基联苯胺，3,3’,5,5’-Tetramethylbenzidine)为蓝色氧化态(ox TMB)的颜色变化，得出Cu⁺具有抑制HRP催化氧化TMB的作用，从而实现定量检测Cu²⁺，检测限为0.15nmol/L，与其他分析方法相比，提出了一种灵敏、轻便的在线预浓缩比色检测Cu²⁺的方法。然而。这个比色化学传感器以HRP作为酶催化反应，HRP具有易变性、成本高、制备复杂、反应孵育时间长等缺点，大大限制了其实际应用。因此，研究具有制备简单、性质稳定、环境耐受性强等优点的酶对于检测生物分子具有重要意义。