一种镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用制造技术

本发明专利技术涉及半胱氨酸检测技术领域，且公开了一种镍基类氧化酶的制备，选择制备NiO纳米棒。该镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用，首次将一维的NiO纳米棒材料用作类氧化酶模拟酶，构建NiO纳米棒/AR体系；使用NiO纳米酶/AR荧光体系实现对半胱氨酸的高效灵敏检测；通过与传统的电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法等方法相比，荧光传感分析技术具有灵敏度高、可控性好、操作简单以及反应速度快等特点，极大克服了传统方法的样品前期处理繁琐，仪器设备昂贵，需要专业技术人员操作，运行成本高等缺点；相比于能用于检测半胱氨酸的具有类过氧化物酶活性的纳米材料，NiO纳米棒/AR荧光体系无需不稳定的过氧化氢参与，检测准确性更高。检测准确性更高。检测准确性更高。

【技术实现步骤摘要】
一种镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用


[0001]本专利技术涉及半胱氨酸检测
，具体为一种镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用。

技术介绍

[0002]纳米酶：一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶。纳米酶具有催化效率高、稳定、经济和规模化制备的特点，它在医学、化工、食品、农业和环境等领域得到广泛应用。纳米酶可以是金属、金属氧化物、碳材料以及复合材料；磷酸缓冲盐溶液：生物化学研究中使用最为广泛的一种缓冲液，主要成分为Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl，一般作为溶剂，起溶解保护试剂的作用。由于Na2HPO4和KH2PO4有二级解离，缓冲的pH值范围很广，而NaCl和KCl主要作用为增加盐离子浓度；L
‑
半胱氨酸(L
‑
Cysteine，简称为L
‑
cys)：一种重要的α
‑
氨基酸，作为细胞内氧化还原的缓冲物质，L
‑
半胱氨酸对维持重要的代谢功能和解毒过程至关重要，异常水平的L
‑
半胱氨酸可导致生长迟缓、神经毒性、阿尔茨海默病和心血管疾病等；半胱氨酸(Cys)是一种含巯基的氨基酸，在生命系统里起着重要作用，参与细胞减少和磷脂代谢过程。人体Cys水平异常会导致嗜睡、皮损、肝损伤等疾病，因此Cys含量是诊断这些疾病的重要指标。迄今为止，已经开发了许多用于检测Cys的分析方法，如高效液相色谱法、电化学法、毛细管电泳法、毛细管电泳法、荧光法等。然而这些方法普遍存在样品前期处理繁琐，仪器设备昂贵，需要专业技术人员操作，运行成本高等缺点，限制了其大规模应用。因此，开发一种操作简单、成本低廉、检测灵敏度高的半管氨酸检测方法具有重要意义。
[0003]酶是一种具有特异性和高效催化性的蛋白质，可以用于催化生命系统中的各种反应。然而，天然酶对环境因素敏感，易失活，限制了天然酶的广泛应用。最近有文章报道，金属氧化物可以作为人工模拟酶的一种，可以替代天然酶在一些应用中发挥作用。氧化镍纳米材料作为一种常见的半导体材料，具有合成方法简单、成本低廉、不含金属元素、无毒等优势，在催化领域具有广阔的应用前景。事实上，氧化镍是一种非当量化合物，为多价化合物，这赋予了它优异的催化活性，在许多领域如超级电容器、气体传感器、电致变色薄膜和电池等有着很好的应用。近几年有报道称氧化镍具有氧化酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性，并应用于不同领域。然而目前研究对氧化镍的氧化酶模拟活性机理并不清晰，且应用领域范围较窄。因此针对该研究现状，研究开发具有氧化酶模拟活性的氧化镍，简化检测步骤，对于Cys的检测具有重要意义；多种检测半胱氨酸的策略，包括质谱法(MS)、高效毛细管电泳法(HPCE)、原子吸收光谱法(AAS)、高效液相色谱法(HPLC)、以及原子吸收光谱法(AAS)等传统方法，然而这些方法普遍存在样品前期处理繁琐，仪器设备昂贵，需要专业技术人员操作，运行成本高等缺点，限制了其大规模应用；基于当前的纳米酶材料大多以过氧化物酶为主，其由于在测试过程中需要过氧化氢的参与，事实上过氧化氢并不稳定，易分解从而失去氧化性，因此，将其应用于实际半胱氨酸检测中，会极大的影响检测的准确性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种镍基类氧化酶的制备，包括以下步骤：
[0006]1)选择制备NiO纳米棒；
[0007]2)首先将六水合氯化镍和草酸钠溶解于混合溶液中，在常温下磁力搅拌；
[0008]3)将步骤2中混合均匀的溶液，转移至100ml的反应釜中，进行充分反应；
[0009]4)然后将步骤3中的混合液进行固液分离，在10000rpm下离心5min，收集浅蓝色固体；
[0010]5)然后将浅蓝色固体放置在60℃的鼓风干燥箱干燥12h；
[0011]6)最后将干燥的浅蓝色固体在研钵里研磨成浅蓝色粉末；
[0012]7)再将浅蓝色粉末放置于瓷方舟内并放入马弗炉，控制马弗炉内1℃/min升温，在400℃下保温煅烧2h后降至室温，得到黑色固体粉末，标记为NiO
‑
R；
[0013]8)然后称取特定量的NiO粉末并将其分散于10mM的PBS溶液中，得到NiO浓度为1mg/ml的PBS缓冲液；
[0014]9)以10mM的PBS溶液为溶剂，配制20μM的AR溶液作为酶底物，将NiO溶液和AR溶液作为对照实验，判断NiO纳米棒的类氧化酶模拟活性。
[0015]优选的，所述六水合氯化镍的质量为0.5mmol，草酸钠的质量为1mmol，磁力搅拌时间控制在4h。
[0016]优选的，所述混合溶液由30ml的超纯水和20ml的乙二醇混合制成。
[0017]优选的，所述步骤3中的反应釜中温度控制在180℃，反应时间保证12h。
[0018]优选的，所述将步骤4中得到的浅蓝色固体用超纯水和乙醇各自清洗、离心三次。
[0019]一种镍基类氧化酶的半胱氨酸检测应用，包括以下步骤：
[0020]1)含有不同浓度半胱氨酸溶液的配置：首先称取特定量的半胱氨酸粉末并将其溶于10mM的PBS溶液中，得到浓度为5mM的半胱氨酸溶液；
[0021]2)将步骤1中的溶液设定为母液，再用10mM的PBS缓冲溶液作为溶剂来配置不同浓度梯度的半胱氨酸溶液，最终得到含有不同浓度半胱氨酸的PBS溶液(5mM，2mM，1mM，800μM，600μM，400μM，200μM，150μM，100μM，80μM，25μM，5μM，2μM，0)；
[0022]3)不同浓度半胱氨酸的荧光测试：配置含有不同半胱氨酸浓度的AR+NiO+Cys溶液，设置相同的参数，激发波长为540nm，狭缝宽度为5，电压为600V，通过荧光光谱仪测试NiO纳米棒/AR体系的荧光强度
[0023]优选的，所述步骤3中的含有不同半胱氨酸浓度的AR+NiO+Cys溶液的最终体积为1mL。
[0024]优选的，所述步骤4中的线性回归方程为：lgΔF＝0.39356lg(C
Cys
)+2.81299(相关系数R2＝0.98725)，检测范围在0.2
‑
15μM，半胱氨酸的最低检测限可达0.2μM。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]1、该镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用，通过首次将一维的NiO纳米棒材料用作类氧化酶模拟酶，构建NiO纳米棒/AR体系；使用NiO纳米酶/AR荧光体系实现对半胱
氨酸的高效灵敏检测。
[0027]2、该镍基类氧化酶的制备与半胱氨酸检测应用，通过与传统的电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法等方法相比，荧光传感分析技术具有灵敏度高、可控性好、操作简单以及反应速度快等特点，极大克服了传统方法的样品前期处理繁琐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镍基类氧化酶的制备，其特征在于，包括以下步骤：1)选择制备NiO纳米棒；2)首先将六水合氯化镍和草酸钠溶解于混合溶液中，在常温下磁力搅拌；3)将步骤2中混合均匀的溶液，转移至100ml的反应釜中，进行充分反应；4)然后将步骤3中的混合液进行固液分离，在10000rpm下离心5min，收集浅蓝色固体；5)然后将浅蓝色固体放置在60℃的鼓风干燥箱干燥12h；6)最后将干燥的浅蓝色固体在研钵里研磨成浅蓝色粉末；7)再将浅蓝色粉末放置于瓷方舟内并放入马弗炉，控制马弗炉内1℃/min升温，在400℃下保温煅烧2h后降至室温，得到黑色固体粉末，标记为NiO
‑
R；8)然后称取特定量的NiO粉末并将其分散于10mM的PBS溶液中，得到NiO浓度为1mg/ml的PBS缓冲液；9)以10mM的PBS溶液为溶剂，配制20μM的AR溶液作为酶底物，将NiO溶液和AR溶液作为对照实验，判断NiO纳米棒的类氧化酶模拟活性。2.根据权利要求1所述的一种镍基类氧化酶的制备，其特征在于，所述六水合氯化镍的质量为0.5mmol，草酸钠的质量为1mmol，磁力搅拌时间控制在4h。3.根据权利要求1所述的一种镍基类氧化酶的制备，其特征在于，所述混合溶液由30ml的超纯水和20ml的乙二醇混合制成。4.根据权利要求1所述的一种镍基类氧化酶的制备，其特征在于，所述步骤3中的反应釜中温度控制在180℃，反应时间保证12h。5.根据权利要求1所述的一种镍基类氧化酶的制备，其特征在于，所述将步骤4中得到的浅蓝色固体用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉微，邹金辉，牛利，赵博霖，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：