一种层状双金属氢氧化物纳米片的制备方法及检测方法

技术领域

本发明属于酶催化与于纳米生物化学检测领域，涉及一种层状双金属氢氧化物纳米片的制备方法及过氧化氢的可视化检测检测方法，具体涉及一种小尺寸、超薄层状双金属氢氧化物作为过氧化物模拟酶比色检测过氧化氢的应用。

背景技术

活性氧(ROS)(例如超氧阴离子(O

自从2007年Fe

本团队前期提出了一种合成氢氧化镍纳米片的新方法(高分散超薄介孔氢氧化镍纳米片的合成方法，专利号：ZL201710311455.9)，该方法可以拓展至双金属氢氧化物的合成。我们利用该方法合成了NiCo LDH，并发现将其作为纳米酶应用于双氧水的显色检测(Journal of Materials Chemistry B 2019,7,6232-6237)。但该材料仅表现出较好的底物亲和性，催化能力偏弱。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种层状双金属氢氧化物纳米片的制备方法及过氧化氢的可视化检测检测方法。

技术方案

一种层状双金属氢氧化物纳米片的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：以500～1000r转速搅拌下将含有0.5mmol-4.5mmol两种金属盐混合溶液加入到10～60mL的NaOH水溶液中，紧接着搅拌10～30min；所述两种金属盐比例为6∶1～1∶1；

所述NaOH水溶液的浓度为0.1～0.3M；

步骤2：再通过若干次的洗涤和温和超声，获得在去离子水DI中的层状双金属氢氧化物纳米片。

所述两种金属盐混合溶液为硝酸镍与硝酸钴，硝酸镍与硝酸锰，硝酸镍与硝酸铁，硝酸镍与硝酸铝或硝酸钴与硝酸铝。

所述若干次的洗涤和温和超声为3次。

一种利用所制备的层状双金属氢氧化物纳米片进行过氧化氢的可视化检测的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺TMB溶液；

步骤2：加入浓度为0.05mM-6.28mM的过氧化物水溶液；

步骤3：再加入体积10μL-20μL浓度为1mg mL

步骤4：加入600μL的缓冲溶液PBS至总体积为1mL；

步骤5：调节pH＝4～10，T＝35～45℃，通过紫外可见分光光度计检测其在652nm处的吸光度；

改变过氧化物水溶液的浓度，重复步骤1～步骤5，得到不同过氧化物水溶液的浓度的吸光度，再根据吸光度对过氧化氢浓度作图。

有益效果

本发明提出的一种层状双金属氢氧化物纳米片的制备方法及过氧化氢的可视化检测检测方法，调控LDH组分的策略，通过对比不同元素组成的LDH，发现NiMn LDH即能获得很好的底物亲和性，又具有优异的催化效果。制备的层状双金属氢氧化物模拟酶具有小尺寸、超薄且分散性良好的优点，从而使其暴露更多的活性位点，提高催化活性。该层状双金属氢氧化物模拟酶可以催化过氧化氢产生强氧化性的羟基自由基，高效催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)等产生显色反应。具有响应时间短、显色快，催化效果和适用性都高于天然过氧化物酶的优点。

本发明的优点在于：

(1)本发明制备的层状双金属氢氧化物具有小尺寸、超薄且分散性良好的特点。

(2)本发明制备的层状双金属氢氧化物暴露更多的活性位点，催化活性显著增强。

(3)本发明制备的层状双金属氢氧化物相较于HRP具有低成本，稳定性高且高效的催化活性等优点。

(4)本发明中的制备方法工艺简单，环保，可操作性强，能进一步满足生产和应用。

(5)本发明中的检测方法具有成本低，灵敏度高，响应速度快等优点。

附图说明

图1为实施例1 Ni

图2为实施例1 Ni

图3为实施例1 Ni

图4为实施例1以TMB为显色剂，Ni

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

(1)层状双金属氢氧化物的合成：

在剧烈搅拌下将含有0.5mmol～4.5mmol两种金属盐混合溶液快速加入到10～60mL的NaOH水溶液中，紧接着搅拌10～30min。随后，收集到的样品再通过若干次的洗涤和温和超声，获得小尺寸，超薄，稳定且均匀分散在去离子水(DI)中的层状双金属氢氧化物纳米片，且通过调节金属盐之间的比例可以得到不同的层状双金属氢氧化物。

两种金属盐混合溶液优选为1.5mmol；

NaOH(0.15M)水溶液的浓度优选为20mL；

NaOH水溶液的浓度为0.1～0.3M；优选为0.15M。

(2)过氧化氢的可视化检测：

配置一系列浓度为0.4mM～3.15mM的过氧化氢溶液，向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)溶液，然后加入上述不同浓度的过氧化物水溶液，再加入10μL-20μL浓度为1mg mL

所述两种金属盐混合溶液为硝酸镍与硝酸钴，硝酸镍与硝酸锰，硝酸镍与硝酸铁，硝酸镍与硝酸铝，硝酸钴与硝酸铝中的一种。

所述搅拌若干分钟为900rpm转速下搅拌20min。

所述若干次的洗涤和温和超声为3次洗涤和温和超声。

所述调节金属盐比例为调节金属盐比例从6∶1～1∶1。

所述不同的层状双金属氢氧化物为NiMn LDH、NiCo LDH、NiFe LDH、NiAl LDH、CoAl LDH中的一种。

所述缓冲溶液为PBS缓冲溶液。

所述最适的pH和温度的条件为pH＝5.39，T＝46℃。

实施1：

(1)Ni

在剧烈搅拌下将含有1.5mmol的Ni(NO

(2)过氧化氢的可视化检测：

配置一系列浓度为0.4mM～3.15mM的过氧化氢溶液，向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)溶液，然后加入上述不同浓度的过氧化物水溶液，再加入10μL浓度为1mg mL

对本实施例中合成的Ni

实施例2：

(1)Ni

在剧烈搅拌下将含有0.5mmol～4.5mmol的Ni(NO

(2)过氧化氢的可视化检测：

配置一系列浓度为0.4mM～3.15mM的过氧化氢溶液，向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)溶液，然后加入上述不同浓度的过氧化物水溶液，再加入10μL浓度为1mg mL

实施例3：

(1)Ni

在剧烈搅拌下将含有1.5mmol的Ni(NO

(2)过氧化氢的可视化检测：

配置一系列浓度为0.4mM～3.15mM的过氧化氢溶液，向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)溶液，然后加入上述不同浓度的过氧化物水溶液，再加入10μL浓度为1mg mL

实施例4：

(1)Ni

在剧烈搅拌下将含有1.5mmol的Ni(NO

(2)过氧化氢的可视化检测：

配置一系列浓度为0.05mM-6.28mM的过氧化氢溶液，向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)溶液，然后加入上述不同浓度的过氧化物水溶液，再加入10μL浓度为1mg mL

实施例5：

(1)Co

在剧烈搅拌下将含有1.5mmol的Co(NO

(2)过氧化氢的可视化检测：

配置一系列浓度为0.4mM～3.15mM的过氧化氢溶液，向离心管中加入200μL浓度为830μM 3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)溶液，然后加入上述不同浓度的过氧化物水溶液，再加入10μL浓度为1mg mL