酪氨酸酶固定化碳材料对苯酚的生物降解性能

以新型碳材料氧化石墨烯作为载体,利用共价结合方法制备酪氨酸酶固定化氧化石墨烯复合物,并利用该复合物对苯酚进行催化降解,探讨酶的加载特性和酶的催化活性,以及固定化酪氨酸酶催化降解苯酚的最优条件及储存稳定性。通过对固定化酪氨酸酶进行活性和固定量分析后认为:单位质量载体的酶固定量为1.78 mg/mg,单位质量载体的酶活性为1 880.6 U/mg;固定化酪氨酸酶在30h内对47.06mg/L苯酚的降解率可达86.3%,降解反应的最优条件为pH=7.0、温度=25℃;固定化酪氨酸酶在4℃条件下30d后仍保持初始活性的77.7%,其稳定性优于游离酪氨酸酶。另外,在氧化石墨烯上引入磁颗粒,既简化了酶固定流程,又能做到回收利用。

基于核酸适配体功能化石墨纳米颗粒荧光探针的17β-雌二醇快速检测方法

为构建一种能够简单、快速、特异性检测复杂环境水体中雌激素污染的方法,利用石墨纳米颗粒作为荧光淬灭剂、核酸适配体作为识别元素、1-芘丁酸N-羟基琥珀酰亚胺酯作为异型双功能交联剂,构建了一种新型纳米荧光探针;并探究了构建荧光探针时核酸适配体初始投加量和荧光探针投加量对雌二醇检测的影响及最佳实验条件下检测雌二醇的效果和特异性。实验结果表明:核酸适配体能成功修饰在石墨纳米颗粒表面形成的稳定荧光探针;构建荧光探针时核酸适配体的最佳初始投加量为1.0μmol/L;检测雌二醇时,荧光探针的最佳投加量为4μg/mL;最佳实验条件下,相对荧光强度与雌二醇的质量浓度在50~800ng/mL范围内成正比,最低检测限为34.5ng/mL,且该荧光探针能实现对雌二醇的简单、快速、特异性检测。

利用核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物的17β-雌二醇检测机理

为了提高复杂环境水体中雌激素污染的检测性能,通过直接吸附法将核酸适配体固定在氧化石墨烯表面,合成出核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物,并将其应用于17β-雌二醇水体污染的高灵敏和特异性均相检测。采用紫外可见分光光谱分析核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物,发现该复合物在250nm处有较宽的肩峰,证明核酸适配体成功固定在氧化石墨烯表面。通过荧光分光光度计分析核酸适配体修饰氧化石墨烯复合物与目标物17β-雌二醇反应前后的荧光强度变化,发现荧光强度由峰值110增加到峰值450,表明该复合物可以成功用于对17β-雌二醇的检测,并且荧光强度与17β-雌二醇的质量浓度在10~100μg/L范围内呈正比,最低检出限为6.2μg/L。

漆酶和生物炭固定化海藻酸铜球对亚甲基蓝染料的去除效果实验

染料废水中存在着大量的亚甲基蓝污染物,本文以具有良好生物相容性的海藻酸铜(CA)为载体,采用包埋的形式制备漆酶和生物炭固定化海藻酸铜球(Lac-BCA),对亚甲基蓝染料进行去除研究,并探讨酶的加载特性与稳定性。实验结果表明:与游离漆酶相比,固定在CA上的漆酶在pH(3~7)和温度(10~80℃)工作范围内,具有更强的稳定性,其在4℃的条件下储存15 d,仍具有79.4%的活性;Lac-BCA对15 mg/L的亚甲基蓝在8 h的去除率达到了100.0%,且在重复利用5次后,该复合材料对亚甲基蓝的去除率稳定保持在93.4%;另外,由于高吸附性的生物炭以及漆酶的加入,相比于CA,Lac-BCA对15 mg/L的亚甲基蓝溶液去除率从46%提升至100%。

基于绿色生物模板电极的微囊藻毒素-LR快速检测

为实现水环境中微囊藻毒素的高性能检测,利用农业废弃物合成了具导电性能的生物炭颗粒,并将其作为导电材料构建了对微囊藻毒素-LR具电化学免疫检测性能的生物模板电极。实验结果表明:该电极具有很好的电催化性能,在电解液中,能够在短时间(5 min)内有效识别微囊藻毒素-LR的存在;利用差分脉冲伏安法检测发现在0.0~5.0 nmol/L的检测范围内毒素浓度与响应电流值呈线性递减关系,且最低检测浓度为0.2 nmol/L。该电极对各类不相关分子及离子具有抗干扰能力,表明了该方法可应用于对微囊藻毒素-LR污染的快速、特异性检测。

基于电化学活化的传感器构建及其电化学性能

为实现玻碳电极在电化学传感器领域的高灵敏度检测利用,在pH=5.0的磷酸盐缓冲溶液中,用恒电位法对玻碳电极进行电化学活化,考察pH值、富集电位及富集时间对Pb^(2+)检测效果的影响,并研究最佳实验条件下的活化电极对Pb^(2+)的检测性能.实验结果表明:该活化电极对Pb^(2+)的电化学检测响应电流具有增强效果,并具有检测时间短、灵敏度高的特点;检测线性范围为1×10^(-10)~5×10^(-6) mol/L,最低检出限和定量限分别为3×10^(-11) mol/L和1.0×10^(-10) mol/L.该活化电极在自来水Pb^(2+)的测定中具有较高回收率,可用于实际水质检测.

基于甘蔗渣衍生碳量子点的荧光适配体探针的制备及其对17β-雌二醇的检测效果

为实现灵敏、快速、特异性地检测水环境中的17β-雌二醇(E2),以甘蔗渣衍生的碳量子点作为荧光信号,核酸适配体(aptamer)作为识别元素,构建了一种可以特异性检测E2的荧光探针,通过荧光强度的变化来定量检测E2并对检测效果进行分析。结果表明:核酸适配体能成功修饰在碳量子点的表面形成稳定的荧光探针;200 mg·L^(-1)的碳量子点与1μmol·L^(-1)的aptamer为荧光探针的最佳构建比例;相对荧光强度与0~10μg·L^(-1)质量浓度的雌二醇成正比,且最低检测限为0.42μg·L^(-1);该荧光探针可成功应用于水体中E2的检测,回收率为93.6%~106.5%。与传统的仪器检测方法相比,该荧光探针检测E2具有良好的选择性和重现性,还具有操作简单、成本低的优点。本研究成果可为核酸适配体构建的荧光探针在水环境检测中的推广应用提供参考。