一种金-介孔氧化铈异质结构纳米酶及其制备方法和应用、有机磷农药的检测方法

本发明涉及纳米酶材料，具体涉及一种金-介孔氧化铈异质结构纳米酶及其制备方法和应用、有机磷农药的检测方法。

背景技术：

1、有机磷农药(ops)是一种含磷的有机化合物，因其广谱性、高效性而广泛应用于作物生长中。尽管部分有机磷农药已被禁用或限用，但非法使用现象仍然屡见不鲜，严重威胁人类健康。因此，检测有机磷农药残留对人体安全和环境保护具有重要意义。生物传感器因为具有快速、现场可检测和易于小型化的优点作为检测方法的重要补充，使ops的快速和现场分析成为可能。然而，大多数生物传感器是基于生物酶与ops之间的反应，如乙酰胆碱酯酶或有机磷水解酶，尽管具有高特异性，但这些生物酶成本高，制备难度大，稳定性差。因此，有必要开发高效的仿生识别元件，从而拓宽生物传感器的实际应用。

2、纳米酶具有稳定性高、易于合成、成本低、类酶活性高等特点，在环境和食品安全领域有着广泛的应用。近年来，具有类磷酸酶或类过氧化物酶活性纳米酶在电化学或光学传感器中被用于分析ops的残留分析。虽然敏感度高，但具有类过氧化物酶活性的纳米酶通常需要底物(比如h2o2)的参与，可能会带来潜在的毒性。而具有类磷酸酶活性的纳米酶可以直接将ops水解成低毒性的小分子，使催化过程更为简便快捷。其中，ceo2纳米酶价格低廉，对环境友好，由于其表面含有ce3+和ce4+，被认为是有前景的人工磷酸酶。然而，ceo2纳米酶具有较低的比表面积和较弱的吸附能力限制了它们的催化性能。为了解决这些问题，通过掺杂贵金属(如金、铂和钯等)可获得更高催化活性的纳米酶。例如，中国专利cn111280176a公开了一种au/ceo2氧化酶，au纳米粒子负载在ceo2空心纳米粒子表面上。然而，上述au/ceo2氧化酶的类磷酸酶活性比较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金-介孔氧化铈异质结构纳米酶及其制备方法和应用、有机磷农药的检测方法，本发明提供的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶具有优异的类磷酸酶活性。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种金-介孔氧化铈异质结构纳米酶，包括介孔氧化铈纳米棒和负载到所述介孔氧化铈纳米棒表面的金纳米粒子，所述介孔氧化铈纳米棒与金纳米粒子形成异质结构。

4、优选的，所述介孔氧化铈纳米棒的质量与金纳米粒子的物质的量之比为1g：0.075～1.2mmol。

5、优选的，所述金纳米粒子的粒径为9～12nm。

6、本发明提供了上述技术方案所述金-介孔氧化铈异质结构纳米酶的制备方法，包括以下步骤：

7、将介孔氧化铈纳米棒、有机溶剂、碱金属氢氧化物和氯金酸混合，进行金还原反应，得到金-介孔氧化铈异质结构纳米酶。

8、优选的，所述介孔氧化铈纳米棒的质量与氯金酸的物质的量之比为1g：0.075～1.2mmol；

9、所述介孔氧化铈纳米棒的质量与碱金属氢氧化物的量之比为1g：4～6mmol；

10、所述有机溶剂包括乙二醇。

11、优选的，所述金还原反应的温度为130～150℃，时间为2～4h。

12、本发明提供了上述技术方案所述的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶或上述技术方案所述制备方法制得的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶在有机磷农药检测中的应用。

13、本发明提供了一种有机磷农药的检测试剂盒，包括独立分装的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶和tris-hcl缓冲溶液；所述金-介孔氧化铈异质结构纳米酶为上述技术方案所述的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶或上述技术方案所述制备方法制得的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶。

14、本发明提供了一种有机磷农药的检测方法，包括以下步骤：

15、将待测样品、乙腈和氯化钠混合，进行提取，得到提取液；所述待测样品包括农产品；

16、将所述提取液与n-丙基乙二胺和十八烷基键合硅胶混合，进行净化，得到净化液；

17、将所述净化液干燥后溶解于tris-hcl缓冲溶液中，得到待测样品液；

18、将所述待测样品液与金-介孔氧化铈异质结构纳米酶混合，进行水解反应后离心分离，所得上清液为水解反应液；所述金-介孔氧化铈异质结构纳米酶为上述技术方案所述的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶或上述技术方案所述制备方法制得的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶；

19、利用紫外可见分光光度计和/或rgb值对所述水解反应液进行分析，得到待测样品中有机磷农药的检测结果；所述有机磷农药包括甲基对硫磷、乙基对硫磷、甲基对氧磷和乙基对氧磷中的一种或几种。

20、优选的，所述tris-hcl缓冲溶液的ph值为7～10，浓度为9～11mmol/l；

21、所述待测样品液的体积与金-介孔氧化铈异质结构纳米酶的质量之比为1ml：5～30mg；

22、所述水解反应的温度为35～85℃，时间为0.5～6h。

23、本发明提供了一种金-介孔氧化铈异质结构纳米酶，包括介孔氧化铈纳米棒和负载到所述介孔氧化铈纳米棒表面的金纳米粒子，所述介孔氧化铈纳米棒与金纳米粒子形成异质结构。本发明提供的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶中，与无孔氧化铈纳米棒相比，介孔氧化铈纳米棒具有表面缺陷和更高含量的ce4+，提高了氧化铈对有机磷农药的水解能力，提高了其类磷酸酶活性。通过在介孔氧化铈纳米棒的表面修饰金纳米粒子(aunps)，使得纳米酶具有多相催化剂的协同催化能力，进一步提高了氧化铈的类磷酸酶活性，使得金-介孔氧化铈异质结构纳米酶能够在单模式(紫外-可见或rgb值)以及双模式(紫外-可见和rgb值)下实现对甲基对硫磷、乙基对硫磷、甲基对氧磷和乙基对氧磷等有机磷农药的定性和定量检测，在有机磷的检测方面具有很好的应用前景。

24、本发明提供了上述技术方案所述金-介孔氧化铈异质结构纳米酶的制备方法。本发明提供的制备方法操作简单，生产成本低，适宜工业化生产。

25、本发明提供了一种有机磷农药的检测试剂盒，包括独立分装的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶和tris-hcl缓冲溶液；所述金-介孔氧化铈异质结构纳米酶为上述技术方案所述的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶或上述技术方案所述制备方法制得的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶。本发明提供的检测试剂盒中，金-介孔氧化铈异质结构纳米酶具有优异的类磷酸酶活性，以tris-hcl缓冲溶液作为溶剂体系，有利于金-介孔氧化铈异质结构纳米酶对有机磷农药进行充分水解，进而能够在单模式(紫外-可见或rgb值)以及双模式(紫外-可见和rgb值)下实现对甲基对硫磷、乙基对硫磷、甲基对氧磷和乙基对氧磷等有机磷农药的定性和定量检测，在有机磷的检测方面具有很好的应用前景。

26、本发明提供了一种有机磷农药的检测方法。本发明提供的检测方法，利用乙腈和氯化钠对待测样品中的有机磷农药进行提取，有机磷农药的提取率高；利用n-丙基乙二胺(psa)和十八烷基键合硅胶(c18)进行净化，显著减少了基质干扰，提高检测结果的准确性和灵敏度；以tris-hcl缓冲溶液为溶剂，有利于金-介孔氧化铈异质结构纳米酶有机磷农药进行充分水解；以具有优异的类磷酸酶活性的金-介孔氧化铈异质结构纳米酶作为催化剂，能够在单模式(紫外-可见或rgb值)以及双模式(紫外-可见和rgb值)下实现对甲基对硫磷、乙基对硫磷、甲基对氧磷和乙基对氧磷等有机磷农药的定性和定量检测。本发明提供的检测方法，对甲基对硫磷、乙基对硫磷、甲基对氧磷和乙基对氧的选择性高，抗干扰性强，稳定性强，重现性好，检测准确度高，精确度高，灵敏度高，且不需要复杂的设备和专业人员进行操作，为农产品中有机磷农药残留的检测提供了一种可靠、简便的分析方法。