[发明专利]一种氧化钨量子点材料在模拟过氧化物酶的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于氧化钨量子点材料的新型模拟过氧化物酶，属于模拟催化氧化技术领域。

背景技术

尽管天然酶具有催化效率高、专一性强、反应条件温和等特点，但是天然酶的活性易受pH值、温度以及毒性等环境因素的影响，因此具有不稳定、易失活等缺点。此外，天然酶还具有来源有限，提纯困难，价格昂贵等缺点，因此极大地限制了其应用。近年来，纳米材料人工模拟过氧化物酶的出现可有效克服天然酶的以上缺点，表现出强大的催化活性和特异性，且具有制备简单、价廉、稳定性好，可重复利用等优点，因此在模拟酶应用领域显示出极大的优势并具有很好的应用前景。

纳米氧化钨的量子尺寸效应、小尺寸效应、界面效应、表面效应和宏观量子隧道效应，使其在光、磁、催化及化学活性等方面具有更加优势的性能。基于量子效应，量子点在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。因此，零维氧化钨量子点的制备，很可能大大提高和改善氧化钨的性能。本发明提供了一种基于氧化钨量子点材料的高活性、高稳定性模拟过氧化物酶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效的氧化钨量子点催化材料，并提供其作为模拟过氧化物酶的应用。其是氧化钨量子点材料具有过氧化物酶特性，其催化过氧化氢分别氧化3，3’，5，5’- 四甲基联苯胺盐酸、2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐或邻苯二胺等显色剂显色。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的氧化钨量子点材料模拟过氧化物酶，其特征是氧化钨量子点材料具有过氧化物酶特性，其能催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’- 四甲基联苯胺盐酸、2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐或邻苯二胺等显色剂显色。

所述氧化钨量子点材料由以下方法制备的：称取硫化钨，加入二次蒸馏水中制得硫化钨悬浮液浓度为0.1~0.3 mg/mL（优选0.15 mg/mL），于超声波清洗器中超声处理，经砂芯漏斗过滤，获得滤饼，再将收集的滤饼重悬于二次蒸馏水中获得溶液，将所得溶液置于高压反应釜中，160 ℃~240 ℃（优选200℃）下反应，然后冷却至室温，得到水热产物，再将该水热产物经砂芯漏斗过滤，收集滤液，即得到氧化钨量子点溶液，经悬蒸、乙醇分散，离心、真空干燥步骤即得到氧化钨量子点固体粉末。

所述的一种氧化钨量子点材料模拟过氧化物酶，能催化过氧化氢氧化3，3’，5，5’- 四甲基联苯胺盐酸生成蓝色产物，该产物在652 nm 处有最大吸收峰。

所述的一种氧化钨量子点材料模拟过氧化物酶，能催化过氧化氢氧化2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐，产生一种绿色的显色反应。

所述的一种氧化钨量子点材料模拟过氧化物酶，能催化过氧化氢氧化邻苯二胺，产生一种黄色的显色反应。

上述称取硫化钨，加入二次蒸馏水中制得硫化钨悬浮液的浓度优选为0.15mg/mL。

上述超声波清洗器中超声处理，经砂芯漏斗过滤，获得滤饼，再将收集的滤饼重悬于二次蒸馏水中获得溶液，将所得溶液置于高压反应釜中，在优选温度为200℃下反应。

本发明采用具体技术方案为：

（一）氧化钨量子点材料的制备

称取0.03 g 硫化钨，加入200 mL 65 ℃的二次蒸馏水，于超声波清洗器（功率为400 W）中超声15~24小时（优选18小时）。经孔径为0.22 µm的砂芯漏斗过滤，获得滤饼，再将收集的滤饼重悬于30 mL二次蒸馏水中。将上述溶液置于聚四氟乙烯高压反应釜中，200 ℃下加热12~18小时（优选15小时），然后冷却至室温，得到水热产物。将所得水热产物经孔径为0.22 µm的砂芯漏斗过滤，收集滤液，即可得到氧化钨量子点溶液，经悬蒸、乙醇分散，离心（离心机转速为16000 r/min，时间30 min）、真空干燥（温度为50℃～60 ℃（优选55°C），干燥时间为8 h～12 h（优选10小时））等步骤即可得到氧化钨量子点固体粉末。

（二）氧化钨量子点材料模拟过氧化物酶活性

1、通过氧化钨量子点材料催化过氧化物酶底物3，3’，5，5’- 四甲基联苯胺盐酸产生蓝色底物，验证和比较其过氧化物酶活性。在缓冲液中依次加入过氧化氢、3，3’，5，5’- 四甲基联苯胺盐酸和氧化钨量子点材料水溶液，混合后温浴不同时间，观察颜色的变化或测定652 nm 波长处的吸光度值。根据溶液颜色或通过测定吸光度值进行比较过氧化物酶活性。