[发明专利]一种基于自组装结构模拟酶及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物领域，具体地公开了一种基于自组装结构模拟酶及其制备方法与应用。

背景技术

与蛋白酶相比，虽然纳米材料模拟酶具有很好的酸、碱和高温稳定性，成本低廉，合成简单，可大量制备，易于被各类功能分子修饰和标记，但仍存在很大的差距，面临的挑战依然很严峻。常见的纳米材料模拟酶Fe3O4、CeO2、纳米金类衍生物、石墨烯类衍生物等都会被用于联合特定的氧化酶(如葡萄糖氧化酶等)和显色剂(如3,3',5,5'-四甲基联苯胺TMB等)进行特定分子的检测。虽然取得了一定的检测效果，但很难被商业开发应用于人们的日常生活中，其主要原因有：a)易于制备的纳米材料模拟酶通常的高催化活性条件在酸性环境，中性条件下几乎无催化效果，而天然酶(如葡萄糖氧化酶等)在中性条件下具有良好的催化效果，酸性条件下蛋白酶可能会失活，很难联合蛋白酶应用于试剂盒的开发和试纸的研制。虽然已有报道称制备出能在中性条件下发挥高催化活性的纳米材料模拟酶，但其制备条件苛刻很难被商业应用；b)催化反应活性低，虽然一些纳米材料模拟酶能被用于酶联免疫标记，但其催化活性还是无法与辣根过氧化物酶相比，很难被应用于酶联免疫试剂盒的开发。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明提供一种基于自组装结构模拟酶及其制备方法与应用。

本发明首先提供了一种基于自组装结构模拟酶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将能发生自组装行为的化合物溶解于水中；

(2)向上述(1)中加入活性金属盐溶液、还原剂，搅拌，即得所述基于自组装结构模拟酶。

进一步地，所述能发生自组装行为的化学物质为下述物质组合中至少一种：三聚氰胺与三聚氰酸、三聚氰胺与鞣花酸、三聚氰胺与邻苯二酚-3,5-二磺酸、三聚氰胺与柠檬酸、三聚氰胺与均苯三酸、三聚氰胺与三聚硫氰酸、三聚氰酸与柠檬酸、三聚氰酸与均苯三酸。

进一步地，所述活性金属盐为下述物质中至少一种：硫酸铜、氯化铜、乙酸铜、硝酸铜、硝酸银、氯金酸、氯化铂、氯化钯、硝酸钯、氯化铁、硝酸铁、氯化亚铁、硫酸铁、氯化钴、硝酸钴、硝酸镍、氯化镍。

进一步地，所述还原剂为下述物质中至少一种：硼氢化钠、硼氢化钾、抗坏血酸、柠檬酸钠、柠檬酸、鞣花酸、邻苯二酚-3,5-二磺酸。

进一步地，所述能发生自组装行为的化学物的浓度可以是0.01～10mmol/L，具体可为0.01mmol/L、0.05mmol/L、0.1mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L、5mmol/L、10mmol/L，摩尔比可为1～3：1～3，具体可为1～3：1、1：1或3：1。

进一步地，所述活性金属盐的浓度可为0.01～1mmol/L，具体可为0.01mmol/L、0.05mmol/L、0.1mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L，具体可为0.1mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L、5mmol/L、10mmol/L。

进一步地，所述还原剂的浓度可为0.1～10mmol/L。

进一步地，所述步骤(2)中，所述搅拌时间可为1～48h，具体可为1h、5h、10h、15h、20h、25h、30h、35h、40h、48h；所述反应温度可为0～100℃的水中反应温度可为0～100℃的水中，具体可为0～100℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或100℃。

另一方面，本发明的内容还包括由上述方法制备得到的基于自组装结构模拟酶。

另一方面，本发明的内容还包括所述基于自组装结构模拟酶材料可用于下述任一种的应用：

1)生物分子试剂盒和试纸研制；

2)生物组织染色；

3)污染物处理；

4)电催化剂。

本发明的有益效果为：本发明提供的制备方法中，将预先配好的能发生自组装行为的化学物质水溶液中混合，两种分子通过氢键作用力组装在一起，金属盐离子在其表面吸附、在还原剂的作用下，原位生成金属纳米颗粒，所得到的基于自组装结构的金属纳米颗粒在宽pH和温度范围、高离子强度等条件下具有很好的过氧化物酶活性。该材料合成条件温和简便，原料价格低廉，易被商业开发。本发明的基于自组装结构的金属纳米颗粒材料还可以应用于电催化、水处理、生物医学等诸多领域，有广泛的应用前景。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是实施例1制备的基于自组装结构模拟酶的透射电镜照片。