一种Fe&Cu@CDs纳米酶双模式检测甲硫醇的方法技术

本发明专利技术属于环境、食品中化学物质监测领域，尤其涉及食品样品中的甲硫醇检测。本发明专利技术公开了一种Fe&Cu@CDs纳米酶双模式检测甲硫醇的方法。采用一锅式水热合成了具有增强过氧化酶模拟活性的Fe&Cu@CDs。在此基础上，利用乙醇氧化酶（AOX）和3，3，5，5

【技术实现步骤摘要】
一种Fe&Cu@CDs纳米酶双模式检测甲硫醇的方法


[0001]本专利技术属于环境和食品检测领域，尤其涉及样品中的甲硫醇检测。

技术介绍

[0002]目前，在污水处理厂、养殖场、垃圾处理场都存在着恶臭污染问题，臭气的种类很多，其中甲硫醇是有机硫化物臭气的主要组分之一，甲硫醇被认为是一种无色、有臭味和剧毒的含硫挥发性有机气体污染物，甲硫醇的气味阈值低至1.6 ppb，即使在很低的浓度下也容易导致人体不适。长期接触甲硫醇可能会引起一系列身体不适，如肺水肿、呼吸困难甚至死亡。因此，建立一种具有良好特异性和灵敏度、对甲硫醇进行现场快速检测对于保障生态环境和人类健康至关重要。传统上，气相色谱法、电化学法、石英晶体微天平法、荧光法和化学电阻法是目前常用的甲硫醇检测方法，这些方法存在成本高、耗时长、操作繁琐、仪器笨重和价格昂贵等固有缺点，限制了其在甲硫醇检测中的实用性。现有荧光检测方法(Alcohol oxidase
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driven in situ synthesis of BSA
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stabilized copper nanoclusters for precise monitoring of methyl mercaptan in food samples, https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.130311)通过BSA
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CuNCs在不同浓度的甲硫醇存在下的荧光强度变化，建立甲硫醇检测的校准曲线，所需检测时间为60min。带监测样品中的甲硫醇的检测方法有必要进一步的研究和改进。
[0003]由于过氧化物酶具有催化活性可调、成本低、易储存等优点，在过去几年中，过氧化物酶在合理设计环境/食品安全监测和溯源分析的高效传感技术方面表现出很好的潜力。通常，在这种设计中，H2O2作为共反应物是一个不可回避的话题，因为反应底物的分析信号通常依赖于过氧化物酶类纳米酶触发的Fenton
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like反应分解H2O2所产生的羟基自由基的氧化作用。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决过氧化物酶的问题以及实现对甲硫醇高效快速检测的问题，本专利技术采用如下技术方案：一种Fe&Cu@CDs纳米酶的制备方法，包括如下步骤：（1）：将0.1 g的壳聚糖溶解于10.0 mL的1%醋酸水溶液中搅拌30.0 min，壳聚糖充分溶解至透明状后继续加入0.05 g二水合氯化铜和0.05 g的谷氨酸，随后缓慢加入100.0 μL的乙二胺溶液，充分混合均匀后溶液为深蓝色；（2）：将溶液移至高压反应釜中，在180.0 ℃的温度条件下反应6.0 h，反应结束后，冷却后的反应液为黑色，将反应液经过10000 rpm离心10.0 min除去沉淀物，收集的溶液用0.22 μm的滤膜过滤，得到滤液；（3）：将步骤（2）得到的滤液取10.0 mL加入用DMSO溶解的0.02 g mL
‑1二茂铁甲酸溶液中,并加入50.0 mg的EDC和NHS充分搅拌24.0 h，再经过透析袋（MW = 500.0
‑
1000.0）透析24.0 h后得到Fe&Cu@CDs溶液，将溶液在
‑
80℃冰箱冷冻后再用冷冻干燥机除去溶剂得
到Fe&Cu@CDs粉末。
[0005]本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种Fe&Cu@CDs纳米酶，所述纳米酶采用如上方法所制备；本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种Fe&Cu@CDs纳米酶，其用于检测环境、食品中的各种污染物、化学品、所述污染物或化学品可以通过乙醇氧化酶催化氧化还原反应所检测，所述污染物或化学品优选为甲硫醇。
[0006]本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种Fe&Cu@CDs纳米酶活性验证的方法，包括如下步骤：取两个容器，分别移取Cu@CDs纳米酶和Fe&Cu@CDs纳米酶溶液于容器中，然后在两个容器中加入H2O2和3，3，5，5
‑
四甲基联苯胺（TMB）溶液和缓冲液，混合均匀充分反应后移至比色皿中，用紫外分光光度计测量652nm处吸光度值，记为吸光度值A，比较不同纳米酶的催化能力（参见图2）。
[0007]优选的，上述验证步骤中Cu@CDs纳米酶和Fe&Cu@CDs纳米酶溶液的浓度为50μg/mL；TMB溶液的浓度为1mmol/L；H2O2溶液浓度为200μM；所述缓冲液为pH 4.0 的醋酸
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醋酸钠缓冲液；Fe&Cu@CDs纳米酶溶液、H2O2、3，3，5，5
‑
四甲基联苯胺溶液与醋酸
‑
醋酸钠缓冲液之间的体积比为：10：10：10：170，Cu@CDs纳米酶溶液、H2O2、3，3，5，5
‑
四甲基联苯胺溶液与醋酸
‑
醋酸钠缓冲液之间的体积比为：10：10：10：170。混合均匀充分反应时间为8
‑
12min本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种Fe&Cu@CDs纳米酶双模式检测甲硫醇的方法，包括如下步骤：步骤S1：测定样品在652nm处吸光度值A：移取Fe&Cu@CDs纳米酶溶液于一容器中，加入乙醇氧化酶和3，3，5，5
‑
四甲基联苯胺（TMB）溶液和pH 4.0 的醋酸
‑
醋酸钠缓冲液，然后加入调节pH值至4的系列浓度的标准品，混合均匀充分反应后移至比色皿中，用紫外分光光度计测量652nm处吸光度值，记为吸光度值A；步骤S2：测定反应溶液的温度与环境温度的温度差
∆
T：将步骤S1中反应完全后将反应溶液在近红外660nm激光器下照射，经过660nm激光照射后的溶液用热成像仪拍摄图片并记录反应溶液的温度T1，环境温度为T2，
∆
T=T1‑
T2。
[0008]步骤S3：构建甲硫醇浓度与吸光度值A或温度差
∆
T的线性方程 根据系列浓度的标准品测试获得吸光度值A，构建线性方程，A=XC
CH3SH+
y，其中C
CH3SH
为标准品浓度；根据系列浓度的标准品测试获得温度差
∆
T，构建线性方程，
∆
T=XC
CH3SH+
y，其中C
CH3SH
为标准品浓度；步骤S4：取待测样品，重复步骤S1和S2获得吸光度值An和温度差
∆
Tn，将An和
∆
Tn带入相应的线性方程，获得待测样品中的甲硫醇的浓度。
[0009]优选的，步骤S1中Fe&Cu@CDs纳米酶溶液的浓度为50μg/mL；TMB溶液的浓度为1mmol/L；所述缓冲液为pH 4.0 的醋酸
‑
醋酸钠缓冲液；Fe&Cu@CDs纳米酶溶液、乙醇氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe&Cu@CDs纳米酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将0.1 g的壳聚糖溶解于10.0 mL的1%醋酸水溶液中搅拌30.0 min，壳聚糖充分溶解至透明状后继续加入0.05 g二水合氯化铜和0.05 g的谷氨酸，随后缓慢加入100.0 μL的乙二胺溶液，充分混合均匀后溶液为深蓝色；（2）将溶液移至高压反应釜中，在180.0 ℃的温度条件下反应6.0 h，反应结束后，冷却后的反应液为黑色，将反应液经过10000 rpm离心10.0 min除去沉淀物，收集的溶液用0.22 μm的滤膜过滤，得到滤液；（3）将步骤（2）得到的滤液取10.0 mL加入用DMSO溶解的0.02 g mL
‑1二茂铁甲酸溶液中,并加入50.0 mg的EDC和NHS充分搅拌24.0 h，再经过透析袋MW = 500.0
‑
1000.0透析24.0 h后得到Fe&Cu@CDs溶液，将溶液在
‑
80℃冰箱冷冻后再用冷冻干燥机除去溶剂得到Fe&Cu@CDs粉末。2.一种Fe&Cu@CDs纳米酶，其特征在于，所述纳米酶采用如权利要求1所述方法制备。3.一种Fe&Cu@CDs纳米酶在检测环境、食品中的污染物、化学品检测中的应用，其特征在于，所述污染物或化学品可以通过乙醇氧化酶催化的氧化还原反应所检测；优选的，所述污染物或化学品为甲硫醇。4.一种Fe&Cu@CDs纳米酶双模式检测甲硫醇的方法，其特征在于，所述方法的包括如下步骤：步骤S1：测定样品在652nm处吸光度值A：移取Fe&Cu@CDs纳米酶溶液于一容器中，加入乙醇氧化酶和3，3，5，5
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四甲基联苯胺（TMB）溶液和缓冲液，然后加入调节pH值至4的系列浓度的标准品，混合均匀充分反应后移至比色皿中，用紫外分光光度计测量652nm处吸光度值，记为吸光度值A；步骤S2：测定反应溶液的温度与环境温度的温度差
∆
T：将步骤S1中反应完全后将反应溶液在近红外660nm激光器下照射，经过660nm激光照射后的溶液用热成像仪拍摄图片并记录反应溶液的温度T1，环境温度为T2，
∆
T=T1‑
T2；步骤S3：构建甲硫醇浓度与吸光度值A或温度差
∆
T的线性方程 根据系列浓度的标准品测试获得吸光度值A，构建线性方程，A=XC
CH3SH+
y，其中C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈益忠，陈欢欢，高翔，聂鹏，叶应旺，郑志，李辉，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：