摘要
天然酶是一种高效的生物催化剂，它们几乎参与维持生命的所有代谢过程。由于天然酶的高催化活性和底物特异性，它们还被广泛用于环境保护、食品工业和生物医学等领域，但是由于其蛋白质特性，天然酶通常具有稳定性低、催化活性容易受环境影响、纯化困难和成本高等缺点，这些缺点严重阻碍了人们对它们功能的研究，并且限制了它们的实际应用。为了克服天然酶的这些缺点，研究人员长期致力于人工模拟酶的探索。目前随着生物学和纳米技术的融合，关于纳米酶的研究一直在不断涌现。迄今为止，多种纳米材料(例如金属纳米材料、金属氧化物纳米材料和碳纳米材料)已被报道具有类似天然酶的催化性质。由于其催化活性高、稳定性好和成本低等特点，纳米酶已被广泛应用于多个领域。 金属有机框架材料(MOFs)是由金属中心和有机配体通过配位键形成的一种稳定的多孔性功能材料。由于其具有可变价态的金属中心、不饱和金属配位和可修饰的有机配体，因此MOFs被广泛用作催化剂来催化氧化还原反应。更重要的是，高度有序的微孔框架结构使MOFs具有较高的比表面积，从而提供了丰富的吸附位点和大量的催化位点，使MOFs的具有出色催化性能，从而使MOFs成为构建纳米酶的理想材料。 在本工作中，我们构建了一种Fe-MOFs纳米酶和两种Fe-MOFs复合材料，并基于Fe-MOFs纳米酶的过氧化物酶模拟活性，构建了用于检测生物小分子的比色传感器，主要研究内容如下： (1)使用铁离子作为金属中心和卟啉类似物作为有机配体构建了一种具有类似酶活性中心的Fe-MOFs纳米酶。并对所制备的Fe-MOFs进行了一系列表征。此外，我们把Fe-MOFs与其他功能纳米材料结合，进一步合成了Fe-MOFs@UCNP和Fe-MOFs@PLNP两种复合材料，并对这两种复合材料进行了表征。实验结果表明，Fe-MOFs具有良好的结晶度和高度有序的微孔结构，Fe-MOFs复合材料也被成功合成，为构建高效的纳米酶和基于MOFs的复合材料提供了有效的研究思路。 (2)探究了Fe-MOFs纳米酶的过氧化物模拟酶活性，该纳米酶具有优异的催化活性以及良好的稳定性。基于此，构建了一种高灵敏的生物传感器，实现了H2O2的比色检测。此外，进一步结合葡萄糖氧化酶构建了用于比色检测葡萄糖的生物传感器。该传感器表现出高的灵敏度和选择性，为H2O2和葡萄糖的高灵敏比色检测提供了一种简单有效的方法。
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