[发明专利]一种过氧化物模拟酶纳米催化颗粒的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过氧化物模拟酶纳米催化颗粒的合成方法，属于纳米新材料的合成方法。

背景技术

模拟酶是一类非蛋白结构但与天然酶有相似催化活性的人工合成催化剂。在模拟酶的研究中，过氧化物模拟酶因可以广泛用于分析检测领域（酶催化颜色反应、化学发光反应、电化学信号转化等），获得了较为深入的发展。一直以来,纳米粒子的模拟酶催化活性不为人所发现，直到近年来，纳米四氧化三铁、稀土纳米离子、纳米四氧化三钴、多壁碳纳米管、正点修饰纳米金等材料均发现了过氧化物模拟酶活，极大的扩展了相关催化反应在天然酶不适条件下的应用。

近年来，贵金属纳米颗粒(如金、银纳米颗粒)由于其良好的光学、催化、生物兼容性等优秀性质，受到研究者的广泛关注，金、银纳米微粒的尺寸、形状和结构控制以及相应的性质研究成为材料科学以及相关领域的前沿热点。其中金纳米颗粒是研究较早的一种纳米材料，在生物学研究中一般将其称为胶体金。它的粒子尺寸一般在1-100nm之间，由于表面等离子体共振的性质，随粒径的变化呈现不同的颜色，有利于肉眼观察，具有较强的显色能力，已被广泛应用于感光、催化、生物标识、医学免疫、表面增强拉曼散射等诸多领域。

金纳米颗粒具有很强的表面等离子共振效应（Local Surface Plasmon Resonance），这种效应与颗粒表面状态密切相关，表面状态的微弱改变可以引起较大的表面等离子共振差异，从而把纳米颗粒表面相互作用信号转化为光学信号。利用该性质，在分析领域有两大类应用，一类利用纳米金颗粒密度超过10⁷/mm²,在520nm左右产生肉眼可辨的光吸收，从而进行低浓度目标分子的标记检测或竞争检测，该类以金标记试纸条为典范；另一类利用目标分子相互左右导致纳米颗粒相互靠近，纳米颗粒聚集后520nm吸收变小，720nm吸收迅速变大，溶液颜色由红转蓝，从而对相互作用小分子进行定量，目前，使用该种检测方式已成功实现重金属、TNT、三聚氰胺、抗生素、DNA、DNA错配及蛋白相互作用等检测。

基于金纳米颗粒的过氧化物模拟酶既有过氧化物催化活性，又有金纳米颗粒本身的表面等离子共振，其浓度可以通过光吸收反映出来，此外，纳米颗粒的聚集状态可以通过720nm与520nm吸收值之比反映出来。该类纳米颗粒具有多重信号转化的效果，在分析检测，分子及生物计算机等领域有很大的应用潜力。

而基于纳米金的过氧化物模拟酶主要是正电荷修饰的纳米颗粒，如巯基胺类修饰的纳米颗粒，然而该类纳米颗粒由于修饰改变了胶体的静电斥力往往变得很不稳定，其光学信号转换器的功能不能反映出来。

发明内容

为克服上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种过氧化物模拟酶纳米催化颗粒的合成方法，通过该方法合成了一种稳定的、具有表面等离子共振效应和过氧化物模拟酶活的纳米金钯合金颗粒。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种过氧化物模拟酶纳米催化颗粒的合成方法，其方法是：含有金源、钯源的溶液在稳定剂和还原剂存在的条件下进行合成反应，制得作为过氧化物模拟酶纳米催化颗粒的纳米金钯合金颗粒，其中金源与钯源的摩尔比为金源:钯源=1:5～5:1,还原剂与金源和钯源的摩尔比为还原剂:金源和钯源=5:1～1:20，所述稳定剂为柠檬酸盐，还原剂为柠檬酸盐或NaBH₄。

本发明中所述的稳定剂和还原剂均为柠檬酸盐时，柠檬酸盐与金源和钯源的摩尔比为柠檬酸盐:金源和钯源=5:1～1:1，合成采用如下步骤：

1）在带有搅拌器和回流管的反应容器中加入含有金源、钯源的溶液，溶液中金源的浓度为0.1～1mM，钯源的浓度为0.1～1mM，持续加热反应容器中的溶液，同时开启搅拌器搅拌溶液，溶液沸腾后，回流管中的回流量稳定时，在反应容器中加入柠檬酸盐的溶液至柠檬酸盐的终浓度为1～5mM；；

2）继续回流至反应容器中的反应溶液呈稳定的红色时，停止加热得到纳米金钯合金颗粒溶液，让纳米金钯合金颗粒溶液自然冷却至室温得纳米金钯合金颗粒溶胶，用滤器过滤冷却的纳米金钯颗粒溶胶得到稳定的纳米金钯合金颗粒。

本发明中所述的稳定剂为柠檬酸盐，还原剂为NaBH₄，NaBH₄与金源和钯源的摩尔比为柠檬酸盐:金源和钯源=1:2～1:20，合成采用如下步骤：