一种类酶活性的镧系纳米材料及其在有机磷农药可视化快速检测中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种类酶活性的镧系纳米材料及其在有机磷农药可视化快速检测中的应用，涉及纳米技术和分析检测技术领域。本发明专利技术合成了优良类酶活性的镧系纳米材料，利用该纳米材料的优良催化性能建立有机磷农药的可视化快速检测体系，采用硫代乙酰胆碱作为乙酰胆碱酯酶催化底物，乙酰胆碱会被催化分解为巯基胆碱，其末端还原性巯基能够抑制类酶活性的镧系纳米材料的催化性能；当有机磷农药存在时，乙酰胆碱酯酶的活性被抑制，无还原性巯基产生，类酶活性的镧系纳米材料催化TMB快速显蓝色，导致有机磷农药浓度依赖性的TMB的蓝色越来越深，该体系具有简单方便、成本低廉、特异性好等优点，具有良好的社会价值和应用前景。具有良好的社会价值和应用前景。具有良好的社会价值和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种类酶活性的镧系纳米材料及其在有机磷农药可视化快速检测中的应用


[0001]本专利技术涉及纳米技术和分析检测
，具体涉及一种类酶活性的镧系纳米材料及其在有机磷农药可视化快速检测中的应用。

技术介绍

[0002]有机磷农药(organophosphorus pesticides，OPs)在杀虫、杀菌和除草等方面发挥着重要作用。在全球范围内有机磷农药每年的用量可占全部农药用量的38％。有机磷农药具有毒性高、持久性长的特点，大量使用农药使得其在农产品、海产品及环境中不断积累，严重危害着公众健康。有机磷农药的病理机制主要与胆碱神经系统有关，其与乙酰胆碱酯酶作用形成磷酰化胆碱酯酶，导致胆碱酯酶失去催化乙酰胆碱的水解作用，积聚的乙酰胆碱使得神经过度兴奋，引起毒蕈碱样、烟碱样和中枢神经系统症状，严重的可引起死亡。高灵敏度快速检测有机磷农药可起到积极的预警作用以有效降低其危害。目前对有机磷农药的检测主要依赖于传统方法如高效液相色谱法、毛细管电泳法、气质联用等，这些检测方法虽然检出限较低，但要么所需检测仪器昂贵，要么样品预处理过程复杂且耗时较长。针对以上问题，科研人员开发了多种检测有机磷农药的生物传感器如荧光传感器、比色传感器、电化学传感器等。
[0003]比色法是基于Beer
‑
Lambert定律而衍生出的一种方法，通过简单的紫外
‑
可见光光谱仪器测定相关生色团的吸光度就可以推知待测物质的准确浓度；而只需要通过肉眼对颜色的分别，也可以实现对目标物的半定量。但由于天然酶合成复杂，成本较高，不易储存，催化性能不可控等，纳米酶的合成和应用就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种类酶活性的镧系纳米材料及其在有机磷农药可视化快速检测中的应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面，提供一种类酶活性的镧系纳米材料(DPA
‑
Ce
‑
GMP)，所述的镧系纳米材料由以下方法制得：
[0007](1)Ce(CH3COO)3与鸟苷5'
‑
单磷酸(GMP)溶液混合，经涡旋后产生白色沉淀，离心收集白色沉淀，并复溶于吡啶二羧酸(DPA)溶液中得混合溶液，再次涡旋后，混合溶液变得澄清透明，将混合溶液放入紫外灯箱中紫外照射得黄褐色溶液；
[0008](2)将黄褐色溶液放入透析袋中透析得透析液；
[0009](3)将透析液冷冻干燥后，研磨成黄褐色粉末即为DPA
‑
Ce
‑
GMP。
[0010]作为优选，Ce(CH3COO)3溶液，GMP溶液和DPA溶液的体积比为1:1:2。
[0011]作为优选，涡旋时间为1
‑
3min，进一步优选的，涡旋时间为2min。
[0012]作为优选，混合溶液放入紫外灯箱紫外照射时间为20
‑
40min，进一步优选的，照射
时间为30min。
[0013]作为优选，透析袋的透析时间为8
‑
16h，进一步优选的，透析时间为12h。
[0014]进一步的，本专利技术的第二方面，基于DPA
‑
Ce
‑
GMP优良的催化性能，提供在有机磷农药可视化快速检测中的应用。
[0015]本专利技术的第三方面，提供了有机磷农药可视化快速检测方法，包括以下步骤：
[0016](1)将有机磷农药与乙酰胆碱酯酶(AchE)混匀孵育得第一混合液，随后向第一混合液中加入乙酰胆碱(ATch)，混匀孵育得第二混合液；
[0017](2)将DPA
‑
Ce
‑
GMP复溶于Tris
‑
HCl缓冲液中得第三混合溶液，将第二混合液加入第三混合溶液中，再加入TMB溶液于第三混合溶液中，混合均匀形成检测体系；
[0018](3)根据检测体系的颜色变化对有机磷农药进行定性检测和根据紫外
‑
可见吸收光谱的强度变化对有机磷农药进行定量检测。
[0019]作为优选，所述类酶纳米材料DPA
‑
Ce
‑
GMP为本实验室合成。
[0020]作为优选，所述有机磷农药(敌敌畏)、乙酰胆碱酯酶(AChE)、乙酰胆碱(ATCh)均从从阿拉丁试剂(上海)有限公司购买。
[0021]作为优选，所述反应体系均为400μL。
[0022]作为优选，有机磷农药、AChE和ATCh的体积比为13:13:10。
[0023]作为优选的，步骤(2)中第二混合液和第三混合液的体积比为1:10。
[0024]作为优选，ATCh浓度为2
‑
3mM，进一步优选的，ATCh浓度为1mM。
[0025]作为优选，乙酰胆碱酯酶活浓度为0.5
‑
3.0U/mL，进一步优选的，乙酰胆碱酯酶活浓度为2U/mL。
[0026]作为优选，TMB浓度为0.1
‑
1.0mM，进一步优选的，TMB浓度为0.6mM。
[0027]作为优选，Tris
‑
HCl缓冲液pH为5.5
‑
10.0，进一步优选的，Tris
‑
HCl缓冲液pH为6.5。
[0028]作为优选，DPA
‑
Ce
‑
GMP浓度为0.05
‑
0.15mg/mL，进一步优选的，DPA
‑
Ce
‑
GMP浓度为0.1mg/mL。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]本专利技术中的DPA
‑
Ce
‑
GMP具有合成简单、成本可控、稳定易储存、催化活性可调节、具有更大的比表面积、对外部刺激响应灵敏的特点，且更容易催化TMB显色的特点，应用于有机磷农药的可视化快速检测，克服了传统有机磷农药检测方法耗时久、专业操作技术限制的缺点，具有操作简捷快速、反应条件温和、经济实用等优点；同时，也可使用裸眼实现有机磷农药的半定量检测；实现了实际水样中有机磷农药的可视化检测。因此，该专利技术方法具有原始创新性、良好的社会价值和应用前景。
附图说明
[0031]图1为可视化比色检测方法用于有机磷农药检测的检测原理图；
[0032]图2为实施例2中构建可视化比色传感方法检测有机磷农药的可行性验证；
[0033]图3为实施例3中可视化比色传感方法检测有机磷农药的实验条件优化；
[0034]图4为实施例4中可视化比色传感方法对不同浓度有机磷农药的检测能力探究；
[0035]图5为实施例5中可视化比色传感方法抗干扰研究；
[0036]图6为实施例6中可视化比色传感方法对有机磷农药的普适性研究。
具体实施方式
[0037]应该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种类酶活性的镧系纳米材料，其特征在于，由以下步骤制得：(1)Ce(CH3COO)3与GMP溶液混合，经涡旋后产生白色沉淀，离心收集白色沉淀，并复溶于DPA溶液中得混合溶液，再次涡旋后，混合溶液变得澄清透明，将混合溶液放入紫外灯箱中紫外照射得黄褐色溶液；(2)将黄褐色溶液放入透析袋中透析得透析液；(3)将透析液冷冻干燥后，研磨成黄褐色粉末即为类酶活性的镧系纳米材料。2.如权利要求1所述的类酶活性的镧系纳米材料，其特征在于，所述的Ce(CH3COO)3溶液、GMP溶液和DPA溶液的体积比为1：1：2。3.如权利要求1所述的类酶活性的镧系纳米材料，其特征在于，紫外灯照射时间为20
‑
40min。4.权利要求1所述的镧系纳米材料在有机磷农药的可视化快速检测中的应用。5.一种有机磷农药的可视化快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)先将有机磷农药与乙酰胆碱酯酶混匀孵育得第一混合液，随后向第一混合液中加入乙酰胆碱，混匀孵育得第二混合液；(2)将权利要求1
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3任一所述的镧系纳米材料复溶于Tris
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HCl缓冲液中得第三混合液，将第二混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王田林，李天歌，王嘉楠，宋莲军，李宁，乔明武，张西亚，黄现青，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：