多壁碳纳米管负载Fe3O4磁性纳米粒子表面吸附增强过氧化酶的催化活性

doi:10.3866/PKU.WHXB20110939

物理化学学报 >> 2011, Vol. 27 >> Issue (10): 2469-2477.doi: 10.3866/PKU.WHXB20110939

多壁碳纳米管负载Fe₃O₄磁性纳米粒子表面吸附增强过氧化酶的催化活性

高云燕¹, 李海霞¹, 欧植泽¹, 郝平¹, 李嫕², 杨国强³

1. 西北工业大学理学院, 空间应用物理与化学教育部重点实验室, 西安 710072;
2. 中国科学院理化技术研究所, 光化学转换与功能材料重点实验室, 北京 100190;
3. 中国科学院化学研究所, 光化学重点实验室, 北京 100190

收稿日期:2011-04-10 修回日期:2011-06-29 发布日期:2011-09-27
通讯作者: 高云燕, 欧植泽 E-mail:gaoyunyan@nwpu.edu.cn; ouzhize@nwpu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(21073143), 教育部春晖计划基金(Z2009-1-71002, Z2009-1-71006)及西北工业大学基础研究基金(JC200822, JC20100239)资助项目

Enhancing the Catalytic Activity of Peroxidase by Adsorption onto Fe₃O₄ Magnetic Nanoparticle/Multiwalled Carbon Nanotube Composite Surfaces

GAO Yun-Yan¹, LI Hai-Xia¹, OU Zhi-Ze¹, HAO Ping¹, LI Yi², YANG Guo-Qiang³

1. Ministry of Education Key Laboratory of Space, Applied Physics and Chemistry, School of Science, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, P. R. China;
2. Key Laboratory of Photochemical Conversion and Optoelectronic Materials, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P. R. China;
3. Key Laboratory of Photochemistry, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P. R. China

Received:2011-04-10 Revised:2011-06-29 Published:2011-09-27
Contact: GAO Yun-Yan, OU Zhi-Ze E-mail:gaoyunyan@nwpu.edu.cn; ouzhize@nwpu.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (21073143), Chunhui Project from the Ministry of Education of China (Z2009-1-71002, Z2009-1-71006), and Northwestern Polytechnical University Foundation for Fundamental Research, China (JC200822, JC20100239).

摘要/Abstract

摘要： 采用共沉淀法制备了Fe₃O₄磁性纳米粒子, 将其负载于氨基吡啶修饰多壁碳纳米管(MWCNT-AP)上, 得到具有良好的分散性和超顺磁性的Fe₃O₄/MWCNT-AP 复合物. 通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)和磁滞回线测量等方法对Fe₃O₄/MWCNT-AP 复合物进行了表征. 扫描电镜(TEM)结果表明: Fe₃O₄磁性纳米粒子多集中于碳纳米管MWCNT-AP 的端部, 形成的复合物在极性溶剂中具有良好的分散性和超顺磁性;辣根过氧化酶(HRP)可通过物理作用吸附于Fe₃O₄/MWCNT-AP 复合物表面. 酸性条件下(pH 4.0), Fe₃O₄/MWCNT-AP复合物使HRP的最大反应速率(v_max)提高了3倍.

关键词: 碳纳米管, 磁性纳米粒子, 过氧化酶, 纳米复合物, 超顺磁性

Abstract: Fe₃O₄ magnetic nanoparticles were prepared by co-precipitation and supported on the surface of aminopyridine-grafted multiwalled carbon nanotubes (MWCNT-AP), affording a superparamagnetic Fe₃O₄/MWCNT-AP composite with good dispersity. The Fe₃O₄/MWCNT-AP composites were characterized by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and hysteresis curve measurements. Transmission electron microscopy (TEM) experimental results suggest that the Fe₃O₄ nanoparticles are mainly adsorbed on the tips of the MWCNT-AP. UV-Vis absorption and fluorescence results demonstrate that horseradish peroxidase (HRP) can be physically adsorbed onto the surfaces of the Fe₃O₄/MWCNT-AP composite. Under acidic conditions (pH 4.0), the maximum reaction rate (v_max) value of the HRP increases 3-fold after interaction with Fe₃O₄/MWCNT-AP.

Key words: Carbon nanotube, Magnetic nanoparticle, Peroxidase, Nanocomposite, Superparamagnetic property

高云燕, 李海霞, 欧植泽, 郝平, 李嫕, 杨国强. 多壁碳纳米管负载Fe₃O₄磁性纳米粒子表面吸附增强过氧化酶的催化活性[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10), 2469-2477. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110939

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链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB20110939

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2011/V27/I10/2469

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多壁碳纳米管负载Fe₃O₄磁性纳米粒子表面吸附增强过氧化酶的催化活性

Enhancing the Catalytic Activity of Peroxidase by Adsorption onto Fe₃O₄ Magnetic Nanoparticle/Multiwalled Carbon Nanotube Composite Surfaces

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