Использование пероксидазы

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 6953 (2022) Цитировать эту статью

2334 Доступа

14 цитат

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Наночастицы серебра, стабилизированные поливинилпирролидоном (PV-AgNP), были синтезированы из смеси AgNO3/тринатрийцитрата и с помощью микроволновой энергии. Было обнаружено, что синтезированные ПВ-AgNP обладают реальной активностью, имитирующей пероксидазу. Эта каталитическая активность может окислить нефлуоресцентный реагент (о-фенилендиамин) до продукта реакции с высокой флуоресценцией (2,3-диаминофеназин). Продукт реакции проявлял флуоресцентную эмиссию при 563 нм при возбуждении при 420 нм. Среди многих металлов только ионы ртути (II) могут ингибировать каталитическую активность нанозима ПВ-AgNP. Соответственно, интенсивность флуоресценции продукта реакции была успешно подавлена. Этот эффект тушения интенсивности флуоресценции был прямо пропорционален концентрации ртути (II). На основе этого открытия был разработан простой, экономически эффективный и селективный спектрофлуориметрический подход для обнаружения ртути (II) в пробах воды. Линейная зависимость между ингибированием интенсивности флуоресценции и концентрацией ртути (II) обнаружена в диапазоне 20–2000 нМ с пределом обнаружения 8,9 нМ.

Металлическая ртуть является одним из наиболее известных ядовитых и широко распространенных тяжелых металлов из-за ее вредного воздействия при накоплении в организме человека1. Он широко распространяется в почве, атмосфере и морской воде в результате деятельности человека и природных явлений, вызывая серьезные последствия для большинства живых организмов и окружающей среды2. Основными источниками загрязнения ртутью (II) поверхностных и сточных вод являются хлор-щелочное производство, целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая, аккумуляторная и лакокрасочная промышленность3. Благодаря своему высокому сродству к тиоловым группам, содержащимся в ферментах и ​​белках, ртуть может накапливаться в тканях и жизненно важных органах человека, вызывая токсичные последствия и нанося вред здоровью человека даже в небольших количествах4. Некоторые хронические и острые симптомы и признаки, вызванные токсичностью неорганической ртути, следующие: воспаление полости рта; жажда; металлический привкус; тошнота; чрезмерное слюноотделение; дегенерация почек и тремор5.

Важным требованием является селективность и чувствительность применяемых хемосенсоров для обнаружения ионов ртути(II) в пробах воды. Таким образом, используемый датчик должен характеризоваться простотой, низкой стоимостью, высокой чувствительностью и адекватной селективностью, чтобы он мог обнаруживать ионы ртути (II) в водных пробах на наномолярном уровне и без помех от присутствия ионов других металлов.

Наночастицы широко применяются в качестве датчиков для обнаружения загрязнителей окружающей среды6,7,8,9. Многие исследователи интересуются наночастицами серебра из-за их необычных оптических свойств, полосы ППР и сверхмалого размера10,11,12,13. Наночастицы серебра также широко используются в сенсорной, текстильной промышленности и хранении пищевых продуктов благодаря их превосходной проводимости и каталитической активности10,11,12,13,14,15. Отличительная, уникальная ферментоподобная активность наночастиц металлов привлекла интерес к катализу многочисленных химических реакций и приложениям анализа металлов16.

Использование наночастиц в качестве имитаторов ферментов/искусственных ферментов имеет множество преимуществ по сравнению с природными ферментами, основное внимание в которых уделяется отсутствию присущих природному ферменту препятствий. Эти препятствия включают в себя трудоемкость, трудоемкость, доступность природных ресурсов и дорогостоящий процесс очистки; чувствительность к повышенным температурам, строгим условиям хранения, чувствительность к щелочным и кислым условиям pH и протеазам, что приводит к снижению стабильности и сокращению срока годности17,18. Неорганические наночастицы, имитирующие ферменты, обладают некоторыми особенностями, включая низкую стоимость, высокую стабильность, устойчивость к высоким концентрациям субстрата, простоту процесса хранения и простоту синтеза19,20,21.