【摘 要】
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纳米酶是天然酶的简单、稳定替代品,广泛应用于生物传感、癌症治疗、环境保护和抗菌治疗等领域。当前对纳米酶结构和催化机理的研究使纳米酶生物传感器的发展成为焦点,其中简单、低廉、可视化、易于生物传感的比色传感器显示出极大应用前景。然而,大多数纳米酶催化活性远低于天然酶。因此,开发有效的策略来特异性地调节纳米酶的催化性能用于比色分析,并促进其实际应用是非常可取的。金属纳米簇（NCs）作为一种新型高效催化剂
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纳米酶是天然酶的简单、稳定替代品,广泛应用于生物传感、癌症治疗、环境保护和抗菌治疗等领域。当前对纳米酶结构和催化机理的研究使纳米酶生物传感器的发展成为焦点,其中简单、低廉、可视化、易于生物传感的比色传感器显示出极大应用前景。然而,大多数纳米酶催化活性远低于天然酶。因此,开发有效的策略来特异性地调节纳米酶的催化性能用于比色分析,并促进其实际应用是非常可取的。金属纳米簇（NCs）作为一种新型高效催化剂,在许多反应中表现出较高的催化活性和选择性。与其他纳米材料酶模拟物相比,NCs由于其超小尺寸、准确的分子式和优异的稳定性,在生物分析中更为突出。基于以上,本研究将组氨酸保护的金纳米簇（His@AuNCs）有效组装在阳离子功能化的氧化石墨烯（PDDA/GO）表面形成纳米复合物（AuNCs/GO）。根据其增强的模拟酶活性建立了可用于实际样品检测的比色传感器。主要内容及结论如下:1.制备具有增强模拟酶活性的AuNCs/GO纳米复合物本研究发现His@AuNCs具有模拟氧化酶活性,利用该纳米金簇和PDDA/GO静电自组装成功制备了具有增强模拟氧化酶活性的AuNCs/GO纳米复合物。通过透射电子显微镜（TEM）,能谱分析（EDX）方式表征了这种纳米复合物,并评估了其酶催化性能。本研究也发现胞苷保护的金纳米簇（Cyt@AuNCs）具有良好的模拟过氧化物酶活性,其催化机制主要来自于催化H2O2生成了羟基自由基（·OH）。2.基于抑制AuNCs/GO模拟酶活性的显色策略实现焦磷酸盐阴离子(P2O74-,PPi)的检测通过研究AuNCs/GO与PPi之间的相互作用,开发了一种基于抑制纳米酶催化活性的无金属检测PPi的比色传感器,可用于微摩尔水平（0-40μM）PPi的灵敏、选择性检测。这种抑制纳米酶催化活性的比色分析方法为实际的PPi检测开辟了一种更直接、更方便、更绿色的替代方法。3.基于AuNCs/GO模拟酶活性的比色开关检测碱性磷酸酶（Alkaline phosphatase,ALP）依据PPi能抑制AuNCs/GO的模拟酶活性,ALP能够特异的水解PPi使其模拟酶活性恢复的原理,开发了灵敏、选择性地检测ALP活性的比色传感器。该比色传感器测定ALP的线性响应范围为0-40 m U/mL,检测下限（LOD）值达0.26m U/mL。这种基于纳米酶的比色开关可用于检测人血清中的ALP含量,表明了所开发的比色传感器应用在真实样品中的有效性和可靠性。综上所述,本论文成功合成了两种生物分子保护的金簇,探讨了其模拟酶活性。随后采用绿色简便的方式制备了AuNCs/GO纳米复合物,显著增强了His@AuNCs的模拟氧化酶活性。通过调节AuNCs/GO的模拟酶活性实现了对PPi和ALP的检测,构建了一种检测ALP的快速、灵敏、稳定的比色传感器,该比色分析方法也为建立其他基于模拟酶的显色反应系统提供了新思路。
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