Properties of Transition Metal-biimidazole-Dawson-type Tungstophosphate Hybrid Compounds as Supports for Enzyme Immobilization

doi:10.7503/cjcu20220328

Abstract

Abstract:

Five Dawson-type polyoxometalate（POM）-based organic-inorganic hybrids， namely，［Ni（H₂biim）₃］₄·［Ni（H₂biim）₂（P₂W₁₈O₆₂）₂］·2H₂O（1），［Co^III（H₂biim）₃］₂［P₂W₁₈O₆₂］·8H₂O（2），［Cu（H₂biim）₂］₃［P₂W₁₈O₆₂］·4H₂O（3），［Co^Ⅱ（H₂biim）₃］₂H₂［P₂W₁₈O₆₂］·9H₂O（4） and ［Ni（H₂biim）₃］₃［P₂W₁₈O₆₂］·2H₂O（5）， were constructed from transition metal-biimidazole（TM-H₂biim） coordination cations and tungstophosphate polyoxoainons through hydrothermal and direct precipitation methods， and characterized by single crystal X-ray diffraction analysis， infrared（IR） spectroscopy and thermogravimetry-differential thermal analysis（TG-DTA）. Compounds 1—5 were used as the supports for immobilizing horseradish peroxidase（HRP）， exhibiting high load capacities. In addition， the reusabi?lity， storage stability and the performance for detecting hydrogen peroxide（H₂O₂） of the obtained immobilized enzymes HRP/1—HRP/5 were also evaluated by circular dichroism（CD） spectroscopy and laser scanning confocal microscopy（LSCM）. The experimental results show that the immobilization of HRP on POMs can be realized by the simple physical adsorption method. There is a strong interaction between POM and HRP， and the HRP immobilization by POM not only improves the tolerance of HRP to the operation and storage environment， but also expands the application of POMs in the field of enzyme immobilization.

Key words: Dawson-type tungstophosphate, Transition metal-biimidazole complex, Horseradish peroxidase, Enzyme immobilization, Hydrogen peroxide detection

CLC Number:

O614.6

TrendMD:

ZHU Haotian, JIN Meixiu, TANG Wensi, SU Fang, LI Yangguang. Properties of Transition Metal-biimidazole-Dawson-type Tungstophosphate Hybrid Compounds as Supports for Enzyme Immobilization[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220328.

Figures/Tables 13

Table 1 Crystal and refinement data for compounds 1 and 2

Compound	1	2
Formula	C₉₆H₁₀₀N₆₄Ni₆O₁₂₆P₄W₃₆	C₃₆H₅₂Co₂N₂₄O₇₀P₂W₁₈
Formula weight	11261.13	5429.93
T/K	296（2）	296（2）
Wavelength/nm	0.71073	0.71073
Crystal system	Triclinic	Monoclinic
Space group	P $1 ˉ$	P2（1）/c
a/nm	1.62407（7）	1.2826（3）
b/nm	1.83939（9）	5.0939（11）
c/nm	1.96637（9）	1.4917（3）
α/（^o）	87.5130（10）	90
β/（^o）	73.7670（10）	90.354（4）
γ/（^o）	66.8390（10）	90
V/nm³， Z	5.1706（4）， 1	9.746（4）， 4
D_c/（g·cm^-3）， F₀₀₀	3.616， 5024	3.701， 9644
GOF	0.991	0.951
Reflections collected	26753	55829
R_int	0.0307	0.1452
θ Range/（°）	1.423—24.999	0.799—25.000
R₁［I>2σ（I）］^*	0.0505	0.0644
wR₂ （all data）^*	0.1515	0.1804

Table 1 Crystal and refinement data for compounds 1 and 2

Compound	1	2
Formula	C₉₆H₁₀₀N₆₄Ni₆O₁₂₆P₄W₃₆	C₃₆H₅₂Co₂N₂₄O₇₀P₂W₁₈
Formula weight	11261.13	5429.93
T/K	296（2）	296（2）
Wavelength/nm	0.71073	0.71073
Crystal system	Triclinic	Monoclinic
Space group	P $1 ˉ$	P2（1）/c
a/nm	1.62407（7）	1.2826（3）
b/nm	1.83939（9）	5.0939（11）
c/nm	1.96637（9）	1.4917（3）
α/（^o）	87.5130（10）	90
β/（^o）	73.7670（10）	90.354（4）
γ/（^o）	66.8390（10）	90
V/nm³， Z	5.1706（4）， 1	9.746（4）， 4
D_c/（g·cm^-3）， F₀₀₀	3.616， 5024	3.701， 9644
GOF	0.991	0.951
Reflections collected	26753	55829
R_int	0.0307	0.1452
θ Range/（°）	1.423—24.999	0.799—25.000
R₁［I>2σ（I）］^*	0.0505	0.0644
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