一种包裹金纳米粒子的高铁血卟啉材料的应用

日期:2019-07-21 12:58:47

一种包裹金纳米粒子的高铁血卟啉材料的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物分析技术领域,具体涉及一种仿生材料的应用,特别是在去除水 中甲基澄、罗丹明等污染物方面的应用。
【背景技术】
[0002] 纳米技术的研究发展为纳米材料提供了更加广阔的应用空间,目前主要关注于纳 米材料固定生物分子方面。在众多的纳米材料中,金纳米粒子W其良好的稳定性、小尺寸效 应、表面效应、光学效应W及特殊的生物亲和效应等特点,使其成为光学、电子、催化、生物 医药等方面的研究和应用热点。在电化学方面,利用金纳米粒子制备的传感器选择性强, 稳定性好且操作方法简便。金纳米颗粒比表面积大,表面自由能高,酶可在其表面得到强 有力的固定,不易渗漏,金溶胶具有很好地生物相容性,并且导电性好,可在酶与电极之间 传递电子,显著提高酶电极的响应灵敏度。在生物医药方面,金纳米颗粒可W应用于免疫 化学、DNA识别与检测,作为载体应用于基因治疗。另外,由于金纳米粒子具有大的比表面 积和良好的生物相容性,可与小分子药物或者生物大分子进行结合,因此生物功能化的金 纳米粒子应用领域不断拓宽,例如,金纳米粒子与聚己帰亚胺结合制备的功能化材料可提 高DNA的结合能力,从而促进DNA在体内的转染圧ngle;rt,C. Jauhar化,L.;化;rtlieb,M.; Kempe, K.;Gottschaldt, M. ;Schubert,U. S. Biomacromolecules2014, 15. 1124-1131.]。聚 己帰亚胺(Polyet的leneimine,PEI)是一种富含亚胺基和胺基、水溶性好的正电性聚合 物,常被用于金胶体或其复合材料的制备。聚胺高分子因分子内含有大量氨基,能与金属 离子配位并稳定送些金属离子,被广泛应用于纳米粒子的合成与修饰。利用PEI在合成金 纳米粒子方面的优势及金纳米粒子的生物相容性等特性,可将PEI功能化的金纳米粒子材 料与生物大分子结合,从而可制备新型仿生材料。目前,大多是利用阳I包裹金纳米粒子 材料连接 SiRNA、漆酶、蛋白质等[Song,W.J. ;Du,J.Z. ;Sun,T.M. ;Zhang,P.Z. ;Wang,J. Small2010, 6. 239-246. Brondani,!). ;de Souza, B. ;Souza,B.S.;化ves, A. ;Vieira, I. C. B iosensors&Bioelect;ronics2013, 42. 242-247.],而 PEI 包裹金纳米材料与仿生酶的结合 尚未见报道。
[0003] 高铁血日h晰化emin)是辣根过氧化氨酶的活性中必,具有酶的良好的催化活性, 是一种典型的仿生酶。Hemin对氮气、氧气、一氧化氮、二氧化碳和过氧化物等有极高的催化 性能,但是,由于缺乏适宜的仿生环境,其催化活性大大低于天然酶。金纳米颗粒比表面积 大,生物相容性好,并且导电性高,可很大程度上提高hemin的电子传递速率,从而增强其 催化性能。另外,由于PEI含有大量氨基,将包裹金纳米粒子的PEI材料通过醜胺键与化min 连接后,形成的材料同时具有了PEI的吸附性能,所W,送种材料可同时兼有化min的催化 性能和PEI的吸附性能。

【发明内容】

[0004] 基于上述背景,本发明的目的是提供一种聚己帰亚胺(阳I)包裹金纳米粒子连接 Hemin的仿生材料在去除水中污染物方面的应用。
[0005] 实现本发明目的的技术解决方案是:一种包裹金纳米粒子的高铁血扑晰材料,具 有如下结构:
[0006]
[0007] -种包裹金纳米粒子的高铁血扑晰材料的制备方法,包括W下步骤:
[0008] 步骤一、制备聚己帰亚胺包裹的金纳米粒子材料(PEI-AuNPs);
[0009] 步骤二、取上述阳I-AuNPs材料,与0.Immol/L的化min水溶液混合揽拌比,制备 包裹金纳米粒子的高铁血日h晰材料(PEI-AuNPs-Hemin)混合溶液;
[0010] 步骤H、将阳I-AuNPs-Hemin混合溶液高速离必,结束后,除去上清液,用超纯水 洗涂。
[0011] 步骤一中所述的阳I-AuNPs通过W下步骤制备;室温下,将聚己帰亚胺加入到 Immol/L的氯金酸溶液中,将混合溶液揽拌加热到8(TC,保持一定时间至溶液呈现浅宝石 红色,之后停止加热和揽拌,于室温下冷却,其中,聚己帰亚胺和氯金酸的体积比为1:30~ 1:5,优选1:10,揽拌速率为200~70化pm,优选40化pm,保持时间为5~30min,优选20min。
[0012] 步骤二中所述的阳I-AuNPs材料与化min的体积之比为1 ;1~1 ;5,优选1:3。
[0013] 步骤H中所述的离必速率为8000~12000巧m,优选10000巧m。
[0014] 将上述阳I-AuNPs-Hemin纳米材料应用于水中污染物的去除。
[0015] 所述的小分子污染物为甲基澄或罗丹明。
[0016] 所述的水的抑值不大于9,优选3-5。
[0017] 发明原理;支化阳I是一种富含亚胺基和胺基、水溶性好的正电性聚合物,能与氯 金酸中的金离子配位并稳定金离子,利用阳I支链氨基的还原性制备得到粒径均一且稳定 金纳米粒子。因阳I分子中含有的氨基易与化min形成醜胺键,从而将化min分子连接到 含有金纳米粒子的阳I上,通过离必和分离纯化,得到阳I-AuNPs-Hemin仿生材料。
[001引本发明的有益效果为:
[0019] 1、PEI作为金纳米粒子的有效的还原剂和稳定剂,制备得到的金纳米粒子粒径小 且均一性好。
[0020] 2、PEI含有氨基,可与化min形成醜胺键,从而连接化min到阳I-AuNPs上,形成 的新型仿生材料稳定性好。
[0021] 3、金纳米粒子比表面积大,生物相容性好,导电性好,所W可促进电子在化min和 电极之间的电子传递,从而提高仿生酶的催化效率。
[0022] 4、送种新型纳米材料含有孔状结构,且具有吸附性,可用来吸附环境污染物,实用 性好。
[0023] 5、将送种仿生材料修饰于电极上,制备得到的仿生传感器,因金纳米粒子的存 在,给化min提供了一个良好的电子传递环境,从而提高传感器的检测灵敏度。另外由于 阳I-AuNPs-Hemin材料的稳定性,修饰到电极上时,其仿生环境不易被破坏,从而提高传感 器的稳定性。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明中实施例7制备的阳I-AuNPs-Hemin材料的表征图(a为傅里叶红 外光谱图,b为扫描电镜图)。
[0025] 图2是本发明中不同物质(实施例3制备的PEI-AuNPs、实施例7制备的 阳I-AuNPs-Hemin和化min)应用于甲基澄的吸附效果对比图。
[0026] 图3是本发明中实施例7制备的阳I-AuNPs-Hemin材料应用于甲基澄的吸附效果 图。
[0027] 图4是本发明中实施例7制备的的PEI-AuNPs-Hemin材料应用于罗丹明的吸附效 果图。
【具体实施方式】
[0028] 本发明采用阳I包裹金纳米粒子并连接化min制备的阳I-AuNPs-Hemin纳米材 料,制备过程简单,稳定。通过紫外分光光度法证明PEI-AuNPs-Hemin纳米材料对甲基澄和 罗丹明均有一定的吸附作用,进一步说明送种材料的实用性和此项发明的可行性。
[0029] 实施例1;制备聚己帰亚胺包裹的金纳米粒子材料(PEI-AuNPs):室温下,将聚己 帰亚胺加入到Immol/L的氯金酸溶液中,将混合溶液揽拌加热到8(TC,保持一定时间至溶 液呈现浅

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