石墨烯與血紅素復(fù)合新材料的制備及其應(yīng)用.pdf

1、化學(xué)生物傳感器具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、價(jià)格低廉、靈敏度高、易于攜帶和檢測(cè)快速等優(yōu)點(diǎn)。本論文基于球形石墨烯(QG)和血紅素(Hem)，分別結(jié)合多巴胺（DA）和蛋白質(zhì)，發(fā)展了石墨烯@聚多巴胺（QG@PDA）熒光材料的制備方法及其用于銅離子的熒光分析、石墨烯-血紅素納米模擬酶的制備方法及其用于環(huán)境毒物的降解、以及以血紅素與牛血清白蛋白為材料制備模擬酶的方法并考察了其催化性能。
　　（1）發(fā)展了一種基于石墨烯@聚多巴胺材料的熒光傳感器并用

2、于銅離子的分析（第二章）。以球狀QG納米材料作為支架，在微波條件下，采用過氧化氫氧化多巴胺形成的聚多巴胺膜，合成了熒光QG@PDA納米復(fù)合材料。結(jié)果表明，QG@PDA納米復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度是PDA強(qiáng)度的1.5倍，而銅離子對(duì)其的猝滅程度是對(duì)PDA猝滅程度的2倍；通過對(duì)QG@PDA納米復(fù)合材料和PDA納米顆粒的熒光特性以及銅離子猝滅程度的對(duì)比，考察了QG@PDA納米復(fù)合材料檢測(cè)銅離子的性能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢水中銅離子的快速檢測(cè)，檢測(cè)范圍為25nM

3、-50μM。此外，QG@PDA納米材料尚可用于細(xì)胞成像，為活體中銅離子的檢測(cè)提供了一個(gè)新思路。
　　（2）基于血紅素、金納米簇、和球形石墨烯的磁性復(fù)合模擬酶的制備及其用于環(huán)境毒物的降解（第三章）。以氯化血紅素為穩(wěn)定劑和還原劑，一鍋式反應(yīng)合成了具有過氧化物酶催化活性的高穩(wěn)定性血紅素-金(Hem-Au)納米復(fù)合材料，并研究了其結(jié)構(gòu)和催化活性，進(jìn)而將此復(fù)合材料與球形石墨烯、Fe3O4和海藻酸鈉(SA)相結(jié)合，并滴入氯化鈣溶液，形成（SA

4、-Hem-Au-QG-Fe3O4）磁性復(fù)合模擬酶，并系統(tǒng)地研究了其催化活性。結(jié)果表明，與血紅素相比，該磁性模擬酶具有更高的催化活性。此外，系統(tǒng)地研究了磁性模擬酶對(duì)染料的催化降解活性，發(fā)現(xiàn)其對(duì)亞甲基藍(lán)和羅丹明 B等有機(jī)染料具有良好的降解性能，該磁性模擬酶可采用磁鐵吸取進(jìn)行回收和重復(fù)利用，可望廣泛地應(yīng)用于環(huán)境毒物的降解。
　?。?）通過活化氯化血紅素上羧基，使之與牛血清白蛋白（BSA）中氨基酸殘基交聯(lián)，制備了一種血紅素-牛血清白蛋白（

5、He m-BS A）模擬酶（第四章）。采用比色法系統(tǒng)地研究了該模擬酶與氯化血紅素的催化活性及其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。研究表明，與氯化血紅素相比，所制得的Hem-BSA模擬酶不僅獲得了更高的催化性能（催化活性約是氯化血紅素的4倍），而且獲得了更高的反應(yīng)底物親和性；采用該模擬酶實(shí)現(xiàn)了對(duì)過氧化氫的檢測(cè)，獲得線性檢測(cè)范圍為0.015-2.5mM；這種將過氧化物酶催化活性中心與蛋白質(zhì)復(fù)合制備模擬酶的途徑，為制備高催化活性的生物模擬酶提供了新思路，可望進(jìn)一步