[發明專利]一種銅鈷雙金屬有機框架納米酶及其有機磷比色傳感器的比色分析方法

在審

• 申請號: 202210567671.0
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN114835913A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 楊占軍;肖嘉祥;石鳳;李娟
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J31/22;G01N21/31;G01N21/78
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 徐素柏

本發明涉及一種銅鈷雙金屬有機框架納米酶及其有機磷比色傳感器的比色分析方法，首先，以CTAB為軟模板，以2?甲基咪唑為有機配體，以三水合硝酸銅為銅源，六水合硝酸鈷為鈷源，去離子水作為溶劑合成銅鈷雙金屬有機框架納米酶（CuCo?ZIF）。本發明所合成的CuCo?ZIF納米酶具有規則立方體結構使其具有較大的比表面積，高孔隙率和高穩定性，該納米酶的過氧化物酶活性大大提高。再以該納米酶構建比色傳感器，進行比色分析以直接可視化檢測有機磷，可快速簡便且可視化地實現對有機磷的高靈敏檢測，并且具有穩定性好，檢測限低，靈敏度高和特異性好等優點。

技術領域

本發明涉及比色分析技術領域，特別涉及一種銅鈷雙金屬有機框架納米酶及其有機磷比色傳感器的比色分析方法。

背景技術

有機磷農藥作為最常見的農藥之一被廣泛應用于農業，畜牧業和公共花園等多個場景。同時，多場合有機磷農藥的濫用也造成了對水資源、水果、蔬菜和加工食品的污染，這對生態環境和人體健康造成極大破壞。因此，高效靈敏地檢測環境中有機磷含量顯得尤為重要。比色傳感器以其高靈敏度、快速的測定速度和高的穩定性以及低成本而引起了人們對樣品中有機磷濃度檢測的極大興趣。傳統的有機磷比色檢測普遍使用乙酰膽堿酯酶；然而，乙酰膽堿酯酶作為一種天然酶，其活性范圍和抗干擾性受到極大的限制。現有技術中，鮮有機磷直接比色檢測的相關報告。

近年來，人工納米模擬酶由于其呈現出類似天然酶的催化效率和酶促反應動力學，且比天然酶穩定，因其在強酸堿或較大溫度范圍內，仍能保持高的催化活性而受到了廣泛的關注。金屬有機框架（MOFs）具有高孔隙率、大比表面積、高穩定性、孔徑可調和特殊的催化活性等優越性能而被廣大研究人員開發作為納米酶。此外，雙金屬MOF納米酶被廣泛應用于催化、癌癥治療及傳感器領域。到目前為止，研究人員已經用溶劑熱溶法、化學沉積法、超聲輔助方法等合成方法合成了不同形貌的雙金屬MOF納米酶。

本發明結合軟模板策略與一鍋合成法，利用三水合硝酸銅作為銅源，六水合硝酸鈷作為鈷源，制備新型的銅鈷雙金屬有機框架納米酶（CuCo-ZIF）。利用有機磷（OPs）對CoCu-ZIF雙金屬納米酶在3,3',5,5-四甲基聯苯胺(TMB) -過氧化氫 (H₂O₂) 反應中的催化活性的抑制作用。CuCo-ZIF納米酶可以在有H₂O₂存在的情況下加速氧化TMB，快速產生強烈的藍色。然而，有OPs存在的情況下，隨著OPs濃度的增加，反應顯藍色的程度成比例減少。到目前為止，尚未報道過CuCo-ZIF納米酶可用于直接有機磷比色傳感應用。本發明所制備的CuCo-ZIF納米酶具有優異的過氧化物酶活性和良好的穩定性及耐受性，且可直接檢測有機磷。基于該納米酶的優良性能，可以很好的應用在比色傳感器領域。

發明內容

本發明針對現有技術中，利用天然酶進行有機磷比色檢測存在的活性范圍小，抗干擾能力差的問題，首先提供一種銅鈷雙金屬有機框架納米酶，利用其金屬有機框架復合材料界面比表面積大，良好的穩定性和較好的催化性，以表現出優異的類酶催化性能。

本發明的目的是這樣實現的，一種銅鈷雙金屬有機框架納米酶，其特征在于，以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為軟模板，以2-甲基咪唑為有機配體，以硝酸銅為銅源，硝酸鈷為鈷源，去離子水作為溶劑合成了銅鈷雙金屬有機框架納米酶（CuCo-ZIF），其粒徑為450～550 nm。

銅鈷雙金屬有機框架納米酶的具體合成方法包括如下步驟：

第一步，將摩爾比為20～25：30～35：1的硝酸銅、硝酸鈷、CTAB溶于超純水中，將體系超聲振動10 min形成A液；按0.75～0.8M的濃度，將2～甲基咪唑溶于超純水，超聲振動10min形成B液；

第二步，在攪拌狀態下將B液加入A液中，于常溫下混合攪拌1 h，隨后，以8000 rpm離心分離固相并用乙醇洗滌三次，最后將所得固體于真空烘箱中烘干得到銅鈷雙金屬有機框架納米酶。