[发明专利]一种用于过氧化氢超灵敏检测金属酶的制备方法

说明书

本发明公开了一种用于过氧化氢超灵敏检测金属酶的制备方法。该制备方法是先以对苯二甲酸为有机配体、FeCl3·6H2O为金属源，通过水热反应以及高温煅烧获得铁基金属‑有机框架，然后取铁基金属‑有机框架和氮掺杂石墨烯加到乙醇溶液中，制备得到铁基金属‑有机框架/氮掺杂石墨烯金属酶。本发明的制备方法简单，低能耗且对环境危害小；制备得到的金属酶具有类过氧化氢酶性质能够对过氧化氢的实现快速、灵敏、高选择性电化学检测，具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于电化学分析技术领域，具体涉及一种用于过氧化氢超灵敏检测的金属有机框架-氮掺杂石墨烯金属酶的制备方法。

背景技术

过氧化氢是一种氧化性极强的氧化剂，在遇强光或者短波射线照射会分解为水和氧气。因氧化性、漂白性和杀菌性能，被广泛应用于工业生产、城市污水处理、无菌包装、医学和美容等行业。在工业上主要用来生产过氧酸和过氧酸盐等；在医药行业过氧化氢主要起到杀菌消毒的作用；而在美容行业，过氧化氢因其能去除污渍则经常被添加在化妆品当中，达到美白肌肤、清理代谢物的效果。但过氧化氢的滥用会引起人体基因突变、动物癌症、加速人体细胞老化，引发多种皮肤疾病，严重的甚至还会出现呼吸困难、视力障碍等。因此，发展快速、高灵敏度的过氧化氢检测方法对环境保护、食品安全和人类健康有着重要作用。

目前用于过氧化氢检测的方法主要有化学发光法、高效液相色谱法、比色法和荧光法等，但这些检测方法大多都存在成本较高、操作复杂和检测时间长等问题，不能很好地满足现场快速检测的要求。此外，目前用于过氧化氢检测的电化学传感器大多以过氧化氢酶或过氧化酶修饰电极来构建，而酶易受到温度、湿度和化学环境等因素影响而失去活性，从而影响其使用的稳定性和重现性，使得基于酶的电化学传感器普遍受到了限制。在此背景下，一种铁基金属-有机框架/氮掺杂石墨烯金属酶用于过氧化氢的超灵敏电化学检测有着较大的现实意义和使用价值。

发明内容

针对目前传统对于过氧化氢检测存在的检测灵敏度低、开发成本较高等技术问题，本发明提供了一种用于过氧化氢超灵敏检测的金属有机框架-氮掺杂石墨烯金属酶的制备方法，具有灵敏度高、操作简单、成本低、耗时短、检出限低、用量少等优点，所以从检测过氧化氢的众多方法中脱颖而出。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种金属有机框架-氮掺杂石墨烯金属酶的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，首先将9.9mmol FeCl₃·6H₂O和9.9mmol对苯二甲酸加入到100mL DMF中搅拌溶解，然后用100℃油浴加热回流一段时间后自然冷却；

步骤2，将步骤1反应好的溶液经过高速离心机快速离心分离，用2次DMF和1次无水乙醇洗涤后，在70℃真空干燥箱中进行干燥12h，得到铁基金属-有机框架材料；

步骤3，将步骤2合成的铁基金属-有机框架材料研磨成细粉末后在600℃氮气中煅烧3h；

步骤4，按一定比例称取氮掺杂石墨烯(先丰纳米，CAS号：7440-44-0)在去离子水中超声分散配制成0.5mg·mL^-1悬浮液；

步骤5，将步骤4配置好的悬浮液取5mL和5mL无水乙醇混合到一起，称取5mg步骤3煅烧后研磨成粉末的产物于混合液中，进行超声分散；

步骤6，使用高速离心机以9000rpm/min转速快速离心分离5min，用无水乙醇洗涤3次，在70℃真空干燥箱中干燥12h，即得到金属有机框架-氮掺杂石墨烯金属酶。

进一步地，所述步骤1中单金属Fe和配体对苯二甲酸的摩尔比为1：1。

进一步地，所述步骤1的反应时间为10-12h。

进一步地，所述步骤4的用量为2.5mg氮掺杂石墨烯(N含量3.0wt％-5.0wt％)，在5mL去离子水。