[发明专利]一种静电纺丝原位制备MOFs纳米酶的方法及其葡萄糖比色传感器

说明书

本发明涉及纳米酶材料领域内一种静电纺丝原位制备MOFs纳米酶的方法及其葡萄糖比色传感器，首先通过静电纺丝构筑材料的方法，以金属离子为金属盐，有机化合物为有机配体，高分子聚合物作为助纺材料同时也作为MOFs材料生长的位点，调节金属盐和配体以及助纺材料的比例，控制调节静电纺丝参数，以调控MOFs材料在一维纳米线上的有序排布，实现MOFs材料的定向生长和形貌控制，制备得到MOFs纳米酶。并进一步将MOFs纳米酶制备得到葡萄糖比色传感器。进行葡萄糖检测时，利用纳米酶的高催化活性，以催化TMB或邻苯二胺发生显色反应，实现对葡萄糖的快速检测，并且检测限范围更低。

技术领域

本发明涉及纳米酶材料领域，特别是涉及一种静电纺丝原位制备MOFs纳米酶的方法及其葡萄糖比色传感器。

背景技术

人体血液中葡萄糖含量是糖尿病以及其他一些疾病的重要检测指标，如何简单、快速、高灵敏的检测葡萄糖是对糖尿病以及其他疾病进行的诊断和治疗重要检测环节之一。比色传感基于其颜色变化的不同，在一定的波长下显示出特定的吸收峰和差异，可以对小分子物质进行检测。因此，其携带性强，并可以在很短的时间内能够快速的检测物质，适合于一些物质的现场快速检测。而且在比色传感设备的搭建过程中，不需要耗费大型的仪器设备，对操作人员的专业要求相对较低。由于生物酶固有的缺陷限制了比色传感器的应用和发展，为了克服上述的生物酶的缺陷，纳米酶的快速发展促进了比色传感的发展。

酶是由活细胞产生的一类蛋白质或者核糖核酸分子。与常规的催化剂比较，酶具有催化效率高、底物特异性强以及选择性强等特点。正是由于酶这种天生的自然属性，使得其在医药、食品安全、环境监测以及化学品生产中起着非常重要的作用。但是，众所周知，大多数酶的本质是蛋白质，少部分的RNA，在使用的过程中，其稳定性差、对环境的适应能力较弱以及在其使用的过程中面临相对复杂的纯化过程和纯化设备造价高等缺陷，限制了其进一步应用。随着对纳米技术研究的不断深入，纳米材料模拟酶（纳米酶）已成为天然酶的替代品。与天然酶相比，纳米酶不仅具有相对较高以及稳定的催化活性，而且还具有成本低、合成可控、催化活性可调节和高稳定性等优点。

金属-有机框架（MOFs）材料是有机配体和金属离子通道经过自组装形成的一种具有周期性的网格晶体材料，其具有结构与功能多样化，比表面积大以及孔径可调等特点，在气体存储和分离，液相分离和萃取，催化和传感器等领域发挥了重要的作用。MOFs材料在构筑高性能纳米酶材料有着非常重要的意义，但是到目前为止，MOFs材料的制备方法还是基于传统的水热或者其他溶剂的方法，在后期的处理过程，较为繁琐。

静电纺丝技术因具有操作简单、成本低廉和环境友好等诸多优点，从而被视为最具有工业化应用前景的规模化制备纳米纤维材料的技术之一。通过该技术手段得到的纤维直径分布广泛(从几纳米到微米级)，得到的一维纳米纤维杂化材料具有诸多特性：比表面积大、孔隙率高、孔径小和连续性好等。基于材料的特性探索材料的理想组成，构筑新型材料结构，从而达到更加优异的性能，基于静电纺丝技术制备功能性纳米纤维杂化材料是目前研究最重要的方向之一。

发明内容

本发明针对现有技术MOFs和纳米酶自组装制备方法存在的不足，提供一种静电纺丝原位制备MOFs纳米酶的方法，采用静电纺丝构筑材料的方法，以金属离子为金属盐，咪唑类的化合物或者其他类型的有机化合物为有机配体，高分子量的聚合物作为助纺材料同时也作为MOFs材料生长的位点，调控MOFs材料在一维纳米线上的有序排布，实现MOFs材料的定向生长和形貌控制。

本发明的目的是这样实现的，一种静电纺丝原位制备MOFs纳米酶的方法，其特征在于，

第1步，按如下质量比例准备静电纺丝液：助纺材料10-20份，有机溶剂70-80份，金属离子化合物0.1-1份，有机配体0.1-1份，表面活性剂0.01-0.05份；

第2步，按第1步的质量比例，将助纺材料与有机溶剂混合，常温下机械搅拌12-16h，搅拌速度为400 r/min~500 r/min，至完全溶解形成均相溶液；