二氧化铈纳米微粒过氧化物酶活性及其在葡萄糖检测中的应用研究.docVIP

二氧化铈纳米微粒过氧化物酶活性及其在葡萄糖检测中的应用研究 1 引言 葡萄糖是糖尿病诊断的一项重要生化指标. 糖尿病是由于血液中的葡萄糖不能得到有效利用, 从而在血液中积累并导致一些并发症, 如失明、肾脏病、心脏病及神经损伤等. 迄今尚无治愈糖尿病的有效方法. 因此, 准确检测血液中葡萄糖含量对于糖尿病的治疗和控制非常必要. 目前, 各种方法如酶法、比色法和色谱法等已广泛用于葡萄糖测定. 在这些方法中, 由于选择性好, 酶法已得到更广泛应用. 然而, 天然酶不稳定, 而且价格昂贵、制备复杂. 2 实验部分 2.1 试剂 所有化学品均为分析纯, 水为去离子水. 3,3prime;,5,5prime;-四 甲 基 联 苯 胺 (TMB) 、 辣 根 过 氧 化 物 酶 (HRP,EC1.11.1.17, 300 U/mg)、葡萄糖氧化酶(GOD, EC1.1.3.4.47, 200 U/mg)和 5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)购自 Sigma 公司, 保存于冰箱中(4℃)备用;硝酸铈(III)、PAA、氨水(30%)、H2O2(30%)、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、硫酸、葡萄糖、果糖、乳糖和麦芽糖等均购自国药集团化学试剂有限公司(上海, 中国); 超滤管(截留分子量为 30 和 5 kDa)购自 Millipore公司(Billerica, MA01821, 美国); 透析袋(截留分子量为 8000~14000 Da)购自上海绿鸟科技发展有限公司(上海, 中国); 血样来自重庆市某医院. 2.2 仪器 UV-2450 型 UV-Vis 分光光度计(岛津, 日本);TPS-7000 型 ICP 单道扫描原子发射光谱仪(北京谱析通用仪器有限责任公司, 北京, 中国); Zetasizer NanoZS90 型电位仪(Malvern, 英国); XSAM-800 型 X 射线光电子能谱仪(KRATOS, 英国); 傅里叶变换红外光谱仪(Nicolet 170SX, Madison, WI, 美国); 电子顺磁共振(EPR)光谱仪器(ESP300E, Bruker, 德国); 拉曼光谱仪(RFS100/S, Bruker, 德国); TGL-20M高速台式冷冻离心机(湘仪离心机仪器有限公司, 长沙, 中国). 2.3 实验方法 2.3.1 CeO2NPs 的合成及表征 CeO2NPs 的制备按文献方法进行[31], 具体步骤为: 将 5 mL Ce3+(1.0 mol/L)与 10 mL PAA (0.05mol/L)混合后, 在搅拌条件下逐滴加入到 30 mL 浓氨水(30%)中, 继续搅拌 24 h. 将所得溶液于 4000 r/min离心 30 min 后, 上层清液用截留分子量为 30 kDa 的超滤管进行超滤, 再用透析袋透析 2 d 即得 CeO2NPs,其浓度用铈元素含量(ICP 单道扫描原子发射光谱仪测定)表示为 2.6 mg/mL. CeO2NPs 的?电位用 Zeta 电位仪测定. 其水合粒径用动态光散射技术(DLS)测定,元素价态组成用 X 射线光电子能谱(XPS)技术分析,其表面基团用红外光谱法测定. 2.3.2 顺磁共振测定 室温下, 在 1 mL塑料管中加入 200 ?L柠檬酸缓冲溶液(0.1 mol/L, pH 4.0)、10 ?L 3% H2O2、20 ?LDMPO (0.2 mol/L)和适量去离子水配成总体积为 330?L 测试样品. 取适量样品转入石英毛细管中, 将其置于顺磁共振仪的样品仓中, 用紫外灯在 355 nm 波长下照射(0.55 W) 7 min 后测定. 顺磁共振仪工作条件为: X-波段微波桥(接收器增益, 1 times; 105; 振幅调制, 2G; 微波功率, 10 mW; 调制频率, 100 kHz). 2.3.3 拉曼光谱测定 拉曼光谱测定在 RFS 100/S 型傅里叶变换拉曼光谱仪上完成. 测定前 CeO2NPs 于 200℃时干燥 5 h.H2O2处理的 CeO2NPs 由如下方法获得: 将 0.2 mL30% H2O2加入到 100 mL 1.0 g/L CeO2NPs 中, 剧烈搅拌 1 h 后, 离心分离、洗涤, 于 50℃下干燥即得. 3 结果与讨论 3.1 CeO2NPs 的表征 DLS 结果表明, 纳米微粒的平均水合粒径为 5 nm, 与文献值相符. XPS 结果(图1)表明, 在 CeO2NPs 中同时含有 Ce3+(885.0 和 903.5eV)和 Ce4+(882.1、89