[发明专利]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

说明书

本发明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‑甲基咪唑为有机配体，以三水合硝酸铜为铜源，六水合硝酸钴为钴源，去离子水作为溶剂合成铜钴双金属有机框架纳米酶（CuCo‑ZIF）。本发明所合成的CuCo‑ZIF纳米酶具有规则立方体结构使其具有较大的比表面积，高孔隙率和高稳定性，该纳米酶的过氧化物酶活性大大提高。再以该纳米酶构建比色传感器，进行比色分析以直接可视化检测有机磷，可快速简便且可视化地实现对有机磷的高灵敏检测，并且具有稳定性好，检测限低，灵敏度高和特异性好等优点。

技术领域

本发明涉及比色分析技术领域，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。

背景技术

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。

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。

本发明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-ZIF双金属纳米酶在3,3',5,5-四甲基联苯胺(TMB) -过氧化氢 (H₂O₂) 反应中的催化活性的抑制作用。CuCo-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-ZIF纳米酶可用于直接有机磷比色传感应用。本发明所制备的CuCo-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。

发明内容

本发明针对现有技术中，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。

本发明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-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-ZIF），其粒径为450～550 nm。

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10min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。