[发明专利]一种Ag-CD@GO三元纳米模拟酶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种Ag‑CD@GO三元纳米模拟酶及其制备方法与应用。所述模拟酶包括纳米银颗粒、环糊精、氧化石墨烯，其中：纳米银颗粒附着在环糊精表面，氧化石墨烯与环糊精之间通过静电作用和/或氢键作用组装，形成多孔颗粒状的纳米模拟酶。本发明借助纳米银的亲氧、亲氮特性以及多羟基的环糊精和多羟基或多氧的氧化石墨烯相互间极强的静电作用或氢键作用充分组装，得到了具有极强仿过氧化酶活性的纳米模拟酶，在Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;存在下，能够在室温催化氧化TMB生成蓝色oxTMB，Ag‑CD@GO‑TMB对Hgsupgt;2+/supgt;具有较强的可视性比色识别能力，实现了对环境水及商用果汁饮料样品中超痕量Hgsupgt;2+/supgt;的高效可视性检测。

技术领域

本发明涉及重金属检测技术领域，尤其涉及一种Ag-CD@GO三元纳米模拟酶及其制备方法与应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

重金属污染严重破坏生态环境，威胁着人类的健康，已成为世界经济和社会可持续发展的重大障碍。其中，汞是毒性和污染性最大的重金属污染物之一，在自然环境下无法降解或生物转变，容易在生物体内聚集，且具有很强的亲硫性能(如-SH基团)，从而使生物蛋白或生物酶变性、失活。开拓一种高效便捷的重金属汞离子鉴别方法，对有效消除其污染具有重要的理论和实际意义。

纳米模拟酶作为一种高效的仿生催化剂，具有稳定性好、能够在温和的条件下催化比色底物的氧化显色反应，可以使比色信号放大的特点，而且具有较高的选择性，已广泛应用于仿生催化和环境分析传感等领域。

然而，本发明人发现，现有的纳米模拟酶仍然存在以下方面的问题：(1)常规报道的纳米酶多为金属氧化物、硫化物或贵金属纳米颗粒等，易团聚，稳定性低；(2)其本身具有较强的生物毒性，而且生物兼容性差；(3)一般不溶于水，水溶性低，限制了实际应用范围；(4)比表面积有待进一步提高，催化活性不强等不足。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种Ag-CD@GO三元纳米模拟酶及其制备方法与应用，本发明引入了生物兼容性好、水溶性高、比表面积大的空穴型环糊精及二维氧化石墨烯活性材料，优化制备出稳定性高、水溶性好、比表面积大、仿酶催化性能更好的多孔Ag-CD@GO三元纳米模拟酶，并探索其。该纳米模拟酶应用在环境污染检测上时具有催化活性高，比色识别重金属汞离子(Hg²⁺)灵敏度高的特点，能够高效实现超痕量汞离子的裸眼检测。

具体地，为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：

在本发明的第一方面，公开一种Ag-CD@GO三元纳米模拟酶，包括纳米银颗粒(AgNPs)、环糊精(CD)、氧化石墨烯(GO)，其中：所述纳米银通过其缺电子空d轨道与环糊精表面氧原子上孤对电子的强配位或静电作用吸附在环糊精表面，所述氧化石墨烯上的富氧基团与环糊精羟基通过强氢键作用自组装形成分布均匀的三元纳米模拟酶Ag-CD@GO，所述三元纳米模拟酶Ag-CD@GO为多孔颗粒状结构。多孔状的构造可赋予纳米模拟酶更大的表面积和表面能，可增加与反应底物接触几率，降低反应活化能，从而提高纳米模拟酶的活性

进一步地，所述纳米银通过Ag-O键、静电吸引作用等中至少一种组装在环糊精上。本发明借助纳米银的亲氧、缺电子特性将纳米银组装在环糊精上，形成更加稳定的纳米模拟酶。

在本发明的一些优选实施方式中，所述三元纳米模拟酶中的环糊精包括α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精等中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，所述纳米模拟酶的粒径在200～300nm。这种纳米模拟酶粒径均匀，分散性好，稳定性好。

在本发明的第二方面，公开一种Ag-CD@GO三元纳米模拟酶的制备方法，包括步骤：