[发明专利]基于红外光增强缺陷纳米酶快速检测草甘膦的方法

说明书

本发明公开了一种基于红外光增强缺陷纳米酶快速检测草甘膦的方法，本方法合成了钼、磷掺杂四氧化三铁纳米酶Fe₃O₄/Mo/P，纳米酶具有丰富的缺陷位点，包括Mo、P取代和氧空位（OV）缺陷，缺陷位点的产生显著提高Fe₃O₄/Mo/P纳米酶的结合能力和催化活性，红外光作用下，纳米酶活性得到进一步提高；基于草甘膦能特异性地吸附于Fe₃O₄/Mo/P纳米酶粗糙表面，而抑制纳米酶模拟过氧化物酶催化活性，建立了草甘膦的快速检测方法，检出限为0.039mg/kg，其他农药不干扰此反应，检测方法具有特异性；将本方法应用于包括咖啡的样品中草甘膦残留的检测分析，结果与相关国家标准测定方法相符；方法具有操作简单、灵敏度高、快速等特点。

技术领域

本发明涉及化学分析检测技术领域，具体为一种基于红外光增强缺陷纳米酶快速检测草甘膦的方法。

背景技术

草甘膦是一种低毒的广谱除草剂，是目前世界上产量最大、应用最广的有机磷除草剂，因高效、便宜等综合特性，被广泛用于我国种植业中。草甘膦在环境中会通过微生物降解，氨甲基膦酸(aminomethyl phosphonic acid, AMPA)是草甘膦的主要代谢物，草甘膦C-N 键通过酶促反应断裂生成低毒的氨甲基膦酸。我国颁布的《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》（GB2763-2019）中规定食品中草甘膦和草铵膦的最大残留限量分别为0.05~7.00mg/kg和 0.05~5.00mg/kg，但是对咖啡豆没有限量要求，茶叶中草甘膦最大残留限量为1mg/kg，草甘隣属氨基酸类除草剂，具有强极性，易溶于水难溶于有机溶剂的特点，缺少发色和荧光基团，与植物中的有机物有很强结合能力，使其直接分析难度较大。相关的检测标准和传统的检测方法前处理成本高、耗时长、步骤繁琐、回收率不高。

纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶，纳米酶作为一类新型的模拟酶，它具有许多其他传统模拟酶所无法企及的优点，人们可以根据纳米材料模拟酶的特性进行研究并加以利用，让纳米酶具有更大的应用前景；含有氧化还原活性金属的纳米酶，因其能够原位触发催化反应，并凭借其固有的氧化还原特性而备受追捧。然而，开发高效氧化还原纳米酶，特别是可与天然酶相媲美的纳米酶仍然是一个巨大的挑战。催化活性中心的缺乏是氧化还原纳米酶面临的最大障碍之一，缺陷工程已被证明是调控纳米材料结构和性能的一种实用而有效的方法。

发明内容

针对草甘膦检测现有技术的不足，本发明提供了一种基于红外光增强缺陷纳米酶快速检测草甘膦的方法，本发明方法合成了钼、磷掺杂四氧化三铁（Fe₃O₄/Mo/P）纳米酶，产生丰富的缺陷位点，包括Mo、P取代和氧空位（OV）缺陷，从而显著提高Fe₃O₄/Mo/P纳米酶的结合能力和催化活性，红外光作用下，纳米酶活性得到进一步提高；基于草甘膦特异性地吸附于Fe₃O₄/Mo/P粗糙表面，而抑制纳米酶模拟过氧化物酶催化活性，建立了草甘膦的快速检测方法；具体涉及Fe₃O₄/Mo/P纳米酶在近红外光辐射下，催化氧化无色3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）及H₂O₂产生蓝色溶液，草甘膦存在抑制了酶的催化氧化反应，颜色随草甘膦浓度增加而变浅，且呈线性关系，由此建立了草甘膦检测方法，检出限为0.039mg/kg，反应仅在10分钟以内完成，体系稳定性超过30分钟，其他农药不干扰此反应，本发明检测方法具有特异性；将本方法应用于样品中草甘膦残留的检测分析，结果与相关国家标准测定方法相符；方法具有操作简单、灵敏度高、快速等特点。

本发明基于红外光增强缺陷纳米酶快速检测草甘膦的方法如下：

（1）草甘膦工作曲线制作