具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料比色检测谷胱甘肽的合成方法

本发明属于纳米功能材料制备领域和生化分析检测领域，具体涉及一种具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料比色检测谷胱甘肽的合成方法。

背景技术：

1、由于具有较高的催化活性和良好的特异性识别能力，天然酶在医学、食品和工业等方面得到广泛的应用。然而，天然酶存在着成本高、结构不稳定、对外界条件敏感和重复使用性低等缺点。也正因为这些固有局限性，激发人们研究各种酶模拟物，开拓了新的应用领域。自2007年研究人员发现磁性纳米粒子具有类过氧化物酶活性，此后的十几年来有关“纳米酶”的研究不断涌现。“纳米酶”是一种具有天然酶特性的纳米材料，其独特的理化性质不仅赋予了纳米酶多种功能，而且为合理设计和未来应用提供了更多可能性。目前，纳米酶主要分为氧化还原酶和水解酶两大种类，已经发现的类酶纳米材料主要有铁基、贵金属基、碳基和金属有机骨架等材料。与天然酶相比，纳米酶具有成本低、稳定性高、经久耐用且可批量生产，基于这些特性纳米酶已经被用于环境处理、生化检测、食品安检等方面。

2、钛酸锶是一种钙钛矿型金属氧化物，其具有良好的光学、化学和电学特性。作为一种优良的光催化剂，在光催化领域中大量应用于降解有机污染物。目前，尚未见关于钛酸锶纳米材料作为纳米酶，并应用于比色检测的文献报道，

3、谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的，是一种含γ-酰胺键和巯基的三肽。谷胱甘肽能够清除自由基，从而保护生物体内重要酶蛋白巯基不被有害物质氧化，具有抗氧化作用。此外，谷胱甘肽中半胱氨酸上的巯基可以与药物或者毒物结合，消除毒性作用，具有解毒作用。谷胱甘肽在人体生物代谢工程中发挥着重要作用，当人体内谷胱甘肽代谢发生异常变化时，往往与各种疾病相关，如阿尔茨海默症、心脏病、肝损伤和神经退化性疾病。因此对谷胱甘肽浓度检测是十分必要的，目前检测的方法主要有高效液相色谱法、荧光法、电化学、质谱法等，虽然这些方法检出限优异，但存在制备复杂、操作耗时和成本高等缺点。而在食品安全、生化检验方面，比色法具有操作简便，检测快速和可视化等特点，在检测谷胱甘肽方面具有显著地应用前景。

技术实现思路

1、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

2、具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料比色检测谷胱甘肽的合成方法，其包括以下步骤：

3、1）量取5mmol钛酸四丁酯缓慢滴加到25ml乙二醇甲醚中，磁力搅拌15分钟，接着加入一定量的六水合氯化锶，继续搅拌15分钟。

4、2）称取适量的表面活性剂加入到上述溶液中，搅拌15分钟，最后滴加5ml的氢氧化钾溶液，持续搅拌3h。

5、3）将上述溶液全部转移到聚四氟乙烯反应釜中进行水热反应，反应结束后冷却至室温，将得到的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤3次。

6、离心后的沉淀物放置到鼓风干燥箱中60℃，干燥12h，得到的产物经过研磨后即为球状钛酸锶。

7、步骤1）所述加入的六水合氯化锶的用量为3mmol。

8、步骤2）中表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，用量为1.2g。氢氧化钾浓度取4mol/l

9、步骤3）中反应釜的水热反应条件为180℃，10h。

10、上述方法制得的球状钛酸锶在紫外光照下，ph=4酸性条件下具有过氧化物酶活性，可用于谷胱甘肽的比色检测。

11、本发明的有益效果在于：

12、本发明开发了一种新的类过氧化物酶，与以往的铁基、碳基和贵金属基不同，采用具有钙钛矿结构的钛酸锶纳米材料。在紫外光照下，钛酸锶具有过氧化物酶活性可催化无色3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（tmb）形成氧化态oxtmb，溶液变为蓝色，谷胱甘肽的加入会导致oxtmb的还原，因此能对谷胱甘肽进行反向比色检测。而采用紫外光照射，则可以很好的操控反应起始时间，使用较为便利。

技术特征：

1.具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料比色检测谷胱甘肽的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的步骤1）所述溶剂为乙二醇甲醚，所述钛酸四丁酯用量为5mmol，乙二醇甲醚为25ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）所述六水合氯化锶的用量为 3mmol。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的步骤2）所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，用量为1.2g。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的步骤2）氢氧化钾溶液浓度为4mol/l，用量为5 ml。

6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的步骤2）中加入氢氧化钾后继续搅拌3小时。

7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的步骤3）中水热反应条件为180℃，时间10小时。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的步骤4）中烘箱干燥条件为60℃，12小时。

9.利用如权利要求1-8任一所述方法制得的具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料。

10.一种比色检测谷胱甘肽的方法，其特征在于，利用权利要求9所述的具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料进行检测。

技术总结本发明公开了具有光响应过氧化物酶活性球状钛酸锶纳米材料比色检测谷胱甘肽的合成方法。将钛酸四丁酯溶解在乙二醇甲醚中，加入锶源与钛源进行充分的混合，接着加入表面活性剂，再缓慢滴加氢氧化钾，将混合后的溶液进行水热反应，反应得到的产物通过离心洗涤干燥，最终获得球状钛酸锶纳米材料。在紫外光照下，钛酸锶纳米材料具备过氧化物酶的活性，同时也开启反应，通过催化过氧化氢产生自由基，使其进一步氧化无色TMB变为蓝色oxTMB，在波长652nm处出现吸收值。当谷胱甘肽的加入会导致oxTMB的还原，导致蓝色转化为无色并导致吸光度显着降低。本发明所制备的钛酸锶比色检测方法具有灵敏度高、稳定性好、检测限低、可控制反应起始时间的优点。技术研发人员：林森,叶慧玲,潘海波,刘永冠,贾潇受保护的技术使用者：福州大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19