[发明专利]一种类过氧化氢酶g-C3N4/hemin的制备方法及应用

说明书

本发明提供一种类过氧化氢酶g‑C3N4/hemin的制备方法及应用，该方法利用石墨相超薄二维介孔g‑C₃N₄纳米片负载hemin，g‑C₃N₄纳米片能够通过其平面基底与C、N六元环之间的π‑π作用力吸附hemin，同时，g‑C₃N₄纳米片表面带正电，可以静电结合hemin的阴离子簇区域，增强hemin分子与g‑C₃N₄片层结构间的结合，形成类过氧化氢酶g‑C₃N₄/hemin。以解决目前GSH检测不便等问题。属于人工纳米酶及其制备领域。

技术领域

本发明涉及一种类过氧化氢酶g-C3N4/hemin的制备方法及应用，属于人工纳米酶及其制备领域。

背景技术

生物分子如谷胱甘肽(GSH)在人体内的生化防御体系起重要作用，具有多方面的生理功能。它的主要生理作用是能够清除掉人体内的自由基，做为体内一种重要的抗氧化剂，保护许多蛋白质和酶等分子中的巯基。GSH的结构中含有一个活泼的巯基-SH，易被氧化脱氢，这一特异结构使其成为体内主要的自由基清除剂。例如当细胞内生成少量H₂O₂时，GSH在谷胱甘肽过氧化物酶的作用下，把H₂O₂还原成H₂O，其自身被氧化为GSSG，GSSG由存在于肝脏和红细胞中的谷胱甘肽还原酶作用下，接受H还原成GSH，使体内自由基的清除反应能够持续进行。因此，GSH在体内的含量十分重要。

人工纳米酶在生物传感器领域得到了广泛的研究和应用。与天然酶相比，人工酶有许多优点。例如，它在较宽的pH和温度范围内具有更好的稳定性，制备和纯化成本更低，催化效率更高。为此，已经报道了多种具有过氧化物酶样活性的无机纳米材料。例如，还原石墨烯氧化物、Fe₃O₄纳米颗粒、金纳米颗粒、CeO₂纳米颗粒、铂纳米颗粒。这些酶模拟物当然很有吸引力，但大多数都不稳定，容易在水溶液中聚集。因此，寻找稳定、易制备、高催化活性的人工酶至关重要。

血红素(铁原卟啉，hemin)是血红素蛋白质的活性中心，如细胞色素过氧化物酶、肌红蛋白和血红蛋白。具有过氧化物酶催化活性，可以模拟许多具有过氧化物酶催化活性的酶的活性中心。然而，hemin的水溶性和生物利用度极低，催化活性差，限制了其适用性。因此，我们需要改进血红素的性能，以便更好地进行比色检测。如通过π-π相互作用可以制备具有更高催化活性的hemin-GO杂化纳米片。并且hemin纳米组装体形成的人工纳米酶的合理设计可提高其催化活性性能。

超薄二维g-C₃N₄纳米片由无毒半导体聚合物制成，具有高稳定性、溶解性、低成本和良好的生物相容性，是装载hemin的理想基质。g-C₃N₄纳米片的聚合物结构有助于多种有机和无机分子及金属的结合和插层，从而可以构建具有增强反应活性和更多反应位点的复合材料。此外，已经发现g-C₃N₄本身是一种理想的人工酶模拟物，其固有过氧化物酶活性与生理酶相当。因此，g-C₃N₄纳米片和hemin的组合可能会制造新的酶类似物。由于制备简便、稳定性好、活性可控、成本低廉，g-C₃N₄/hemin作为类过氧化氢酶在生物分子检测中具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明提供一种类过氧化氢酶g-C3N4/hemin的制备方法及应用，该类过氧化氢酶生物相容性好，催化性能优异，检测生物分子的灵敏度高，选择性好。