一种铜钴双金属有机框架纳米酶及其有机磷比色传感器的比色分析方法技术

本发明专利技术涉及一种铜钴双金属有机框架纳米酶及其有机磷比色传感器的比色分析方法，首先，以CTAB为软模板，以2

【技术实现步骤摘要】
一种铜钴双金属有机框架纳米酶及其有机磷比色传感器的比色分析方法


[0001]本专利技术涉及比色分析
，特别涉及一种铜钴双金属有机框架纳米酶及其有机磷比色传感器的比色分析方法。

技术介绍

[0002]有机磷农药作为最常见的农药之一被广泛应用于农业，畜牧业和公共花园等多个场景。同时，多场合有机磷农药的滥用也造成了对水资源、水果、蔬菜和加工食品的污染，这对生态环境和人体健康造成极大破坏。因此，高效灵敏地检测环境中有机磷含量显得尤为重要。比色传感器以其高灵敏度、快速的测定速度和高的稳定性以及低成本而引起了人们对样品中有机磷浓度检测的极大兴趣。传统的有机磷比色检测普遍使用乙酰胆碱酯酶；然而，乙酰胆碱酯酶作为一种天然酶，其活性范围和抗干扰性受到极大的限制。现有技术中，鲜有机磷直接比色检测的相关报告。
[0003]近年来，人工纳米模拟酶由于其呈现出类似天然酶的催化效率和酶促反应动力学，且比天然酶稳定，因其在强酸碱或较大温度范围内，仍能保持高的催化活性而受到了广泛的关注。金属有机框架（MOFs）具有高孔隙率、大比表面积、高稳定性、孔径可调和特殊的催化活性等优越性能而被广大研究人员开发作为纳米酶。此外，双金属MOF纳米酶被广泛应用于催化、癌症治疗及传感器领域。到目前为止，研究人员已经用溶剂热溶法、化学沉积法、超声辅助方法等合成方法合成了不同形貌的双金属MOF纳米酶。
[0004]本专利技术结合软模板策略与一锅合成法，利用三水合硝酸铜作为铜源，六水合硝酸钴作为钴源，制备新型的铜钴双金属有机框架纳米酶（CuCo/>‑
ZIF）。利用有机磷（OPs）对CoCu
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ZIF双金属纳米酶在3,3',5,5
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四甲基联苯胺(TMB)
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过氧化氢 (H2O2) 反应中的催化活性的抑制作用。CuCo
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ZIF纳米酶可以在有H2O2存在的情况下加速氧化TMB，快速产生强烈的蓝色。然而，有OPs存在的情况下，随着OPs浓度的增加，反应显蓝色的程度成比例减少。到目前为止，尚未报道过CuCo
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ZIF纳米酶可用于直接有机磷比色传感应用。本专利技术所制备的CuCo
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ZIF纳米酶具有优异的过氧化物酶活性和良好的稳定性及耐受性，且可直接检测有机磷。基于该纳米酶的优良性能，可以很好的应用在比色传感器领域。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中，利用天然酶进行有机磷比色检测存在的活性范围小，抗干扰能力差的问题，首先提供一种铜钴双金属有机框架纳米酶，利用其金属有机框架复合材料界面比表面积大，良好的稳定性和较好的催化性，以表现出优异的类酶催化性能。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的，一种铜钴双金属有机框架纳米酶，其特征在于，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板，以2
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甲基咪唑为有机配体，以硝酸铜为铜源，硝酸钴为钴源，去离子水作为溶剂合成了铜钴双金属有机框架纳米酶（CuCo
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ZIF），其粒径为450～550 nm。
[0007]铜钴双金属有机框架纳米酶的具体合成方法包括如下步骤：第一步，将摩尔比为20～25：30～35：1的硝酸铜、硝酸钴、CTAB溶于超纯水中，将体系超声振动10 min形成A液；按0.75～0.8M的浓度，将2～甲基咪唑溶于超纯水，超声振动10 min形成B液；第二步，在搅拌状态下将B液加入A液中，于常温下混合搅拌1 h，随后，以8000 rpm离心分离固相并用乙醇洗涤三次，最后将所得固体于真空烘箱中烘干得到铜钴双金属有机框架纳米酶。
[0008]进一步地，A液中硝酸铜的浓度为为4～5 mM， 所述A液与B液混合后，混合液中2～甲基咪唑、硝酸铜、硝酸钴、CTAB的摩尔比为2500～3000：20～25：30～35：1。
[0009]再进一步地，第二步中，真空烘干的温度为60～70℃，烘干时间为10～12 h。
[0010]本专利技术的铜钴双金属有机框架纳米酶，结合软模板策略与一锅合成法，利用三水合硝酸铜作为铜源，六水合硝酸钴作为钴源，制备新型的铜钴双金属有机框架纳米酶（CuCo
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ZIF）。一方面其具有金属有机框架材料高孔隙率、大比表面积、高稳定性、孔径可调和特殊的催化活性等优点。另一方面，具有两个金属中心的双金属有机框架复合材料，拥有更多的催化活性位点和吸附位点。因此，本专利技术合成的铜钴纳米粒子的金属有机框架复合材料界面具有大的比表面积，良好的稳定性，较好的催化性，表现出优异的类酶催化性能，良好的稳定性及耐受性，基于该纳米酶的优良性能，可以很好的应用在比色传感器领域。
[0011]本专利技术还提供一种基于上述铜钴双金属有机框架纳米酶的有机磷比色传感器的比色分析方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将上述铜钴双金属有机框架纳米酶超声分散于去离子水，得到分散浓度为1～2 mg/mL的均匀分散液；（2） 取步骤（1）中的铜钴双金属有机框架纳米酶分散液若干份，分别加入磷酸缓冲溶液和定量体积的不同浓度的有机磷溶液，震荡分散得到均匀的混合液；(3)分别向步骤（2）的混合液中加入TMB溶液和H2O2溶液，震荡分散混合均匀，在室温下反应15～20分钟后，用紫外可见分光光度计检测各溶液的吸光度；（4）以根据步骤（3）中各溶液吸光度的峰值变化与对应的有机磷溶液浓度关系绘制线性曲线，作为有机磷比色检测的标准曲线。
[0012]进一步地，所述磷酸缓冲溶液由0.1 M的 Na2HPO4溶液和0.1 M和 NaH2PO4溶液混合而成， 混合液的pH为4～4.5；所述铜钴双金属有机框架纳米酶分散液、磷酸缓冲溶液、机磷溶液的体积比为：20～25：12～16：1；进一步地，步骤（3）中，所述TMB溶液浓度为20 mM，加入体积步骤2中混合液体积的11.0%～11.5%，所述H2O2溶液浓度为1 M，加入体积为TMB溶液体积的1/10，所述H2O2溶液浓度为1 M，体积为0.02 mL；所述反应时间为15 min所述H2O2溶液浓度为1 M，体积为0.2 mL；，体积为0.02 mL。
[0013]本专利技术的基于铜钴双金属有机框架纳米酶的有机磷比色传感器的比色分析方法的检测原理为：利用有机磷（OPs）对CoCu
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ZIF双金属纳米酶在TMB
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过氧化氢反应体系中的催化活性的抑制作用，CuCo
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ZIF纳米酶可以在有H2O2存在的情况下加速氧化TMB，快速产生强烈的蓝色。然而，有OPs存在的情况下，随着OPs浓度的增加，反应显蓝色的程度成比例减少。与天然酶比色检测相比具有如下有益效果：本专利技术制备的比色传感器无需借助乙酰胆
碱酯酶，避免失活，且操作简单，抗干扰性好，所用纳米酶稳定性好，不易失活，还可实时且直接可视化灵敏检测；与同类的有机磷直接比色检测相比，本专利技术使用的铜钴双金属有机框架纳米酶制备更加简单，且拥有更低的检出限和更大的线性范围。
附图说明
[0014]图1为实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜钴双金属有机框架纳米酶，其特征在于，以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板，以2～甲基咪唑为有机配体，以硝酸铜为铜源，硝酸钴为钴源，去离子水作为溶剂合成了铜钴双金属有机框架纳米酶（CuCo
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ZIF），其粒径为450～550 nm。2.根据权利要求1所述的铜钴双金属有机框架纳米酶，其特征在于，铜钴双金属有机框架纳米酶的具体合成方法包括如下步骤：第一步，将摩尔比为20～25：30～35：1的硝酸铜、硝酸钴、CTAB溶于超纯水中，将体系超声振动10 min形成A液；按0.75～0.8M的浓度，将2～甲基咪唑溶于超纯水，超声振动10 min形成B液；第二步，在搅拌状态下将B液加入A液中，于常温下混合搅拌1 h，随后，以8000 rpm离心分离固相并用乙醇洗涤三次，最后将所得固体于真空烘箱中烘干得到铜钴双金属有机框架纳米酶。3.根据权利要求2所述的铜钴双金属有机框架纳米酶，其特征在于， A液中硝酸铜为三水合硝酸铜，浓度为4～5mM，硝酸钴为六水合硝酸钴，所述A液与B液混合后，混合液中2～甲基咪唑、硝酸铜、硝酸钴、CTAB的摩尔比为2500～3000：20～25：30～35：1。4.根据权利要求2所述的铜钴双金属有机框架纳米酶，其特征在于，第二步中，真空烘干的温度为60～70℃，烘干时间为10～12 h。5.一种基于铜钴双金属有机框架纳米酶的有机磷比色传感器的比色分析方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨占军，肖嘉祥，石凤，李娟，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：