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天然酶在实际应用中通常存在来源有限、稳定性差、易失活、重复利用性差等缺点，许多天然酶制剂往往无法满足实际反应要求，这促使人们设计和开发人工合成材料来模拟天然酶的催化功能。金属有机骨架(MOFs)是一种由有机配体与金属离子结合而成的多孔材料，其具有组成及功能多样、稳定性强、易于分离回收等优势，已成为构建人工模拟酶的理想材料。
氨基酸是蛋白质的基本组成单元，其分子中的羧基、氨基、及某些侧链基团容易与多种金属离子发生配位反应，有望形成类似天然酶的催化活性中心。基于此，本文利用氨基酸及氨基酸衍生物作为有机配体，与特定金属离子发生反应，合成了两类具有天然酶催化活性的MOFs材料人工模拟酶催化剂，并重点考察了其催化性能和稳定性，主要研究内容如下：
(1)以天然氨基酸L-天冬氨酸为配体，锆离子为金属节点，通过在合成中加入酸性调节剂的方法引入缺陷，合成了具备碱性磷酸酶活性的MOFs材料人工模拟酶DE-MIP-202。研究表明，缺陷的引入并未改变MIP-202的晶体结构，但大大提升了其对磷酸酯类底物的催化水解活性。DE-MIP-202在酸性、碱性及高温条件下长期孵育结构不发生变化，相比天然酶具有良好的稳定性，且重复利用性强。DE-MIP-202还表现出良好的底物特异性，对磷酸酯底物具有较强的催化活性，而对羧酸酯底物则无水解能力。
(2)以氨基酸衍生物L-胱氨酸为配体，铜离子为金属节点合成了具有漆酶活性的MOFs材料人工模拟酶Cu-Cys。结构分析表明，合成的Cu-Cys具有与天然漆酶活性中心类似的CuⅠ-CuⅡ电子转移系统。Cu-Cys催化反应符合典型的Michaelis-Menten动力学模型。与天然漆酶相比，Cu-Cys在极端的pH、温度或高盐条件下长时间孵育表现出优良的稳定性以及重复利用性。基于Cu-Cys的漆酶活性，建立了一种针对肾上腺素的比色检测方法，显示出较宽的线性检测范围(9~455μM)和较低的检测限(2.7μM)。将Cu-Cys应用于实际人尿液样本的检测中，表现出良好的检测灵敏性和准确性。
氨基酸是蛋白质的基本组成单元，其分子中的羧基、氨基、及某些侧链基团容易与多种金属离子发生配位反应，有望形成类似天然酶的催化活性中心。基于此，本文利用氨基酸及氨基酸衍生物作为有机配体，与特定金属离子发生反应，合成了两类具有天然酶催化活性的MOFs材料人工模拟酶催化剂，并重点考察了其催化性能和稳定性，主要研究内容如下：
(1)以天然氨基酸L-天冬氨酸为配体，锆离子为金属节点，通过在合成中加入酸性调节剂的方法引入缺陷，合成了具备碱性磷酸酶活性的MOFs材料人工模拟酶DE-MIP-202。研究表明，缺陷的引入并未改变MIP-202的晶体结构，但大大提升了其对磷酸酯类底物的催化水解活性。DE-MIP-202在酸性、碱性及高温条件下长期孵育结构不发生变化，相比天然酶具有良好的稳定性，且重复利用性强。DE-MIP-202还表现出良好的底物特异性，对磷酸酯底物具有较强的催化活性，而对羧酸酯底物则无水解能力。
(2)以氨基酸衍生物L-胱氨酸为配体，铜离子为金属节点合成了具有漆酶活性的MOFs材料人工模拟酶Cu-Cys。结构分析表明，合成的Cu-Cys具有与天然漆酶活性中心类似的CuⅠ-CuⅡ电子转移系统。Cu-Cys催化反应符合典型的Michaelis-Menten动力学模型。与天然漆酶相比，Cu-Cys在极端的pH、温度或高盐条件下长时间孵育表现出优良的稳定性以及重复利用性。基于Cu-Cys的漆酶活性，建立了一种针对肾上腺素的比色检测方法，显示出较宽的线性检测范围(9~455μM)和较低的检测限(2.7μM)。将Cu-Cys应用于实际人尿液样本的检测中，表现出良好的检测灵敏性和准确性。