卟啉功能化的磁性铁氧化物的制备及在检测H2O2中的应用

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天然酶能在较温和的条件下高效、专一的催化生物体内的反应,但是酶在高温、过酸、过碱等条件会失去活性,从而限制了其在实际中的应用。过氧化氢是生物体内许多反应过程中的一种重要的中间产物,测定过氧化氢的浓度就可间接测得各种目标产物的浓度,因而,过氧化氢浓度的测定在环境检测、生物分析、临床诊断等领域具有非常重要的意义。随着纳米技术的发展,人们发现有些纳米材料也具有过氧化物酶的活性,例如氧化物四氧化三铁、二氧化铈、四氧化三钴等等,单纯的无机纳米材料易聚集,活性不高,人们选择将一些有机分子与无机纳米材料复合,以改善其性质。卟啉分子具有特殊的二维共轭电子结构配位能力很强,它几乎可以和元素周期表中所有的金属元素发生配位,形成配合物。本文制备了卟啉与金属铁的氧化物的纳米复合材料,表现出了优良的催化活性,并将其应用于H2O2与葡萄糖检测方面。  本论文的主要工作:  1.通过简单的两步法制备了卟啉-Fe3O4纳米复合材料,粒径约30nm,以3,3,5,5-四甲基联苯胺为底物研究了其催化性能。结果表明,此材料具有良好的磁性,卟啉修饰后的纳米复合材料的催化性能高于未被修饰的Fe3O4纳米粒子,并发现其催化活性与反应体系的pH值、温度及过氧化氢浓度有关。以对苯二甲酸为荧光探针证明其催化反应机理为羟基自由基机理。此纳米材料可用于血液中葡萄糖的测定。  2.一步法制备了卟啉-γ-Fe2O3纳米杂合体,扫描电镜发现其粒径约100 nm,并表现出良好的磁性。通过紫外-可见光谱、红外光谱等手段对其进行了表征,并系统地研究了过氧化物模拟酶的催化活性,发现卟啉-γ-Fe2O3纳米杂合体比未用卟啉修饰的γ-Fe2O3催化活性高,稳定性好,并在此基础上建立了一种简便、快捷、可视化检测葡萄糖的方法。
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