纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物增强的模拟双酶活性研究

氧化铁磁性纳米粒子在生物医学领域有广泛的应用，如蛋白的固定与分离、药物的靶向与运输、肿瘤的热疗与MRI造影等。近来，随着氧化铁纳米粒子内在模拟酶活性的发现，其在催化反应方面也前景广阔；石墨烯及氧化石墨烯，由于其独特的理化性质（高强度、高载流子迁移率以及高热导率等等）而成为近几年研究的前沿和热点。石墨烯由于其sp2杂化的单原子层结构，具有较大的表面积和吸附能力，将其与纳米粒子组装形成复合物，在化学催化、能量转换和生物医学等方面应用广泛。本论文将Fe2O3纳米粒子的模拟酶活性与氧化石墨烯的高吸附能力结合在一起，制备得到纳米Fe2O3@氧化石墨烯复合物，研究了其在不同pH条件下的模拟双酶活性及类酶催化机制，并且将该复合物初步应用在染料污染物模型物质罗丹明B的催化降解方面。

笔者发现了GO-Fe2O3复合物不仅在酸性条件下具备内在的模拟过氧化物酶活性，在中性和碱性反应环境中还同时表现出类过氧化氢酶活性。通过对反应体系中溶解氧含量的测定，验证了复合物比氧化铁纳米粒子和氧化石墨烯更强的模拟过氧化氢酶活性，并通过电子顺磁共振(ESR)对该催化反应的机制进行了研究。复合物类酶活性来自于以下三种途径：一、Fe2O3纳米粒子中的三价铁对底物的氧化能力；二、氧化石墨烯片层结构对于Fe2O3纳米粒子及底物分子的富集能力；三、由Fe2O3纳米粒子中的三价铁开始的类Fenton反应。同时，笔者将GO-Fe2O3复合物成功应用在水体中的染料污染物模型物质——罗丹明B(RhB)的降解方面。建立了罗丹明B浓度的标准曲线，并研究了不同环境参数(反应时间、温度、pH、双氧水浓度、催化剂浓度和罗丹明B初始浓度等)对降解效率的影响。

该成果在线发表于Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. DOI:10.1016/j.colsurfa.2016.07.037. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775716305581