CN113466189B - 一种基于双酶活性抑制作用的马拉硫磷比色检测方法 - Google Patents
一种基于双酶活性抑制作用的马拉硫磷比色检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113466189B CN113466189B CN202110568023.2A CN202110568023A CN113466189B CN 113466189 B CN113466189 B CN 113466189B CN 202110568023 A CN202110568023 A CN 202110568023A CN 113466189 B CN113466189 B CN 113466189B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- malathion
- iridium
- solution
- biomimetic
- double
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 239000005949 Malathion Substances 0.000 title claims abstract description 45
- JXSJBGJIGXNWCI-UHFFFAOYSA-N diethyl 2-[(dimethoxyphosphorothioyl)thio]succinate Chemical compound CCOC(=O)CC(SP(=S)(OC)OC)C(=O)OCC JXSJBGJIGXNWCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 229960000453 malathion Drugs 0.000 title claims abstract description 45
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims abstract description 32
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims abstract description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 230000003592 biomimetic effect Effects 0.000 claims abstract description 52
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 22
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 claims description 13
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 claims description 13
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 claims description 13
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 claims description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 10
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 claims description 10
- RLFWWDJHLFCNIJ-UHFFFAOYSA-N 4-aminoantipyrine Chemical compound CN1C(C)=C(N)C(=O)N1C1=CC=CC=C1 RLFWWDJHLFCNIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 5
- GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 1,2-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC=C1N GEYOCULIXLDCMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 2
- QKUSRAKPUWQSJS-UHFFFAOYSA-N diazanium 3-ethyl-2H-1,3-benzothiazole-6-sulfonate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C2N(CC)CSC2=C1.[O-]S(=O)(=O)C1=CC=C2N(CC)CSC2=C1 QKUSRAKPUWQSJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 abstract description 69
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 abstract description 22
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 238000004186 food analysis Methods 0.000 abstract 1
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 abstract 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 abstract 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 21
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 20
- 239000008351 acetate buffer Substances 0.000 description 11
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 10
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 102000012440 Acetylcholinesterase Human genes 0.000 description 3
- 108010022752 Acetylcholinesterase Proteins 0.000 description 3
- 229940022698 acetylcholinesterase Drugs 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- UOMXUZINYKVVRL-UHFFFAOYSA-N N(=NC1SC2=C(N1CC)C=CC(=C2)S(=O)(=O)[O-])C2SC1=C(N2CC)C=CC(=C1)S(=O)(=O)[O-].[NH4+].[NH4+] Chemical compound N(=NC1SC2=C(N1CC)C=CC(=C2)S(=O)(=O)[O-])C2SC1=C(N2CC)C=CC(=C1)S(=O)(=O)[O-].[NH4+].[NH4+] UOMXUZINYKVVRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 102000002260 Alkaline Phosphatase Human genes 0.000 description 1
- 108020004774 Alkaline Phosphatase Proteins 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 1
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 1
- 108700020962 Peroxidase Proteins 0.000 description 1
- 102000019197 Superoxide Dismutase Human genes 0.000 description 1
- 108010012715 Superoxide dismutase Proteins 0.000 description 1
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- OIPILFWXSMYKGL-UHFFFAOYSA-N acetylcholine Chemical compound CC(=O)OCC[N+](C)(C)C OIPILFWXSMYKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004373 acetylcholine Drugs 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N azane;(2e)-3-ethyl-2-[(e)-(3-ethyl-6-sulfo-1,3-benzothiazol-2-ylidene)hydrazinylidene]-1,3-benzothiazole-6-sulfonic acid Chemical compound [NH4+].[NH4+].S/1C2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N(CC)C\1=N/N=C1/SC2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N1CC OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000003987 organophosphate pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及纳米材料及分析化学领域，具体包括基于铱仿生纳米催化剂的双重模拟酶活性的高选择性协同抑制作用的马拉硫磷比色检测应用。铱仿生纳米催化剂的双重酶活性实现了良好的协同催化作用。本发明利用制备得到的铱仿生纳米催化剂与马拉硫磷的高度专一抑制作用实现了马拉硫磷的定性定量分析。该发明可应用于农药残留分析、生物医药、食品分析等领域。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料及分析化学技术领域，具体包括基于铱仿生纳米催化剂的双重模拟酶活性的高选择性协同抑制作用的马拉硫磷比色检测应用。
背景技术
仿生纳米催化剂是一种具有酶模拟特性的纳米材料。与生物酶不同，仿生纳米催化剂具有耐恶劣环境、高稳定性、易于合成和低成本等优点。目前，各种仿生纳米催化剂已成功应用于生物传感、癌症治疗和环境治理等领域。然而，仿生纳米催化剂用于农药分析的报道较少。在已报道的基于仿生纳米催化剂的农药分析中，仿生纳米催化剂的选择性较差，并且仍然需要天然酶（如乙酰胆碱酯酶）的使用，分析步骤相对复杂。因此，开发基于仿生纳米催化剂的一锅无酶的高选择性农药检测方法仍然是一个具有挑战性的问题。
目前，仿生纳米催化剂已经被报道可以模拟氧化酶，过氧物酶，超氧化物歧化酶，过氧化氢酶和碱性磷酸酶。由于制备简单、成本低、活性高，仿生纳米催化剂已广泛应用于可视化农药的测定。以往文献报道的农药比色检测方法都仅采用仿过氧化物酶活性和仿氧化酶活性中的一种，同时基于仿生纳米催化剂的仿过氧化物酶和仿氧化酶双重活性的农药分析方案鲜有报道。
铱是一种稀有元素，化学性质稳定，是最耐腐蚀的金属，铱对酸的化学稳定性极高，不溶于酸。可用来制造多孔喷丝板、指南针轴承、计重秤高温坩埚和火花塞电触头等。未有基于铱的农药检测。
马拉硫磷作为高效广谱毒性有机磷农药，广泛用于植物病、虫、害的防治。其主要原理是能抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性，引起神经毒性。但有机磷农药和氨基甲酸酯类农药也可经消化道、呼吸道及完整的皮肤和黏膜进入体内，使得乙酰胆碱在体内富集进而导致人体中毒。目前，用比色方法专一检测马拉硫磷的报道较少，因此构建一锅、无酶、高灵敏、高选择性比色检测马拉硫磷的平台尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于铱仿生纳米催化剂的双重模拟酶活性的高选择性协同抑制作用的马拉硫磷比色检测应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种仿生纳米催化剂材料及其应用，所述仿生纳米催化剂材料铱仿生纳米催化剂具有仿过氧化物酶和仿氧化酶活性。
优选是，所述仿过氧化物酶和仿氧化酶材料铱仿生纳米催化剂合成过程为：
（1）将IrCl3水溶液滴加到剧烈搅拌的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，在室温下搅拌12h，得黄色溶液；
（2）将步骤（1）所得黄色溶液在100 ℃下回流2 h；
（3）将上述溶液进行减压蒸馏以完全除去溶剂，蒸干溶液后所得的黑色固体即为铱仿生纳米催化剂。
进一步的优选，所述双重酶模拟活性材料铱仿生纳米催化剂可作为仿过氧化物酶和仿氧化酶催化剂，用于基于双重酶模拟活性的应用。
再进一步优选是，所述铱仿生纳米催化剂材料的双重酶模拟活性可被马拉硫磷同时抑制，用于对马拉硫磷进行定性/定量检测，步骤如下：
（1）铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）、不同浓度的马拉硫磷（0−5 μM）孵育10分钟；
（2）将上述混合液与TMB（0.5 mmol/L）和H2O2（1 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（100 mM，pH 4.0）混合。在37 °C下孵育15分钟后；
（3）观察溶液颜色变化来实现定性检测，利用分光光度计检测有机显色剂氧化物的相应吸光值来实现定量检测。
更进一步优选是，所述有机显色剂为3,3'，5,5'-四甲基联苯胺（TMB）、2,2'-偶氮-双（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS）、邻苯二胺、4-氨基安替比林。
本发明的效果是：
1.本发明的合成的铱仿生纳米催化剂具有仿过氧化物酶和仿氧化酶双重酶模拟活性，这两种酶模拟活性的催化机理不同，导致两种酶活性具有协同作用，达到了“1 + 1>2”的效果。
2.铱仿生纳米催化剂的双重酶模拟活性可以被马拉硫磷同时抑制，显示出双酶活性的协同抑制作用。
3.马拉硫磷能特异性抑制铱仿生纳米催化剂的双重酶模拟活性，说明铱仿生纳米催化剂对马拉硫磷有良好的选择性。
4.本发明利用铱仿生纳米催化剂的双重酶模拟活性和马拉硫磷对铱仿生纳米催化剂的双重酶模拟活性的双重抑制作用，实现马拉硫磷的高选择性高灵敏比色检测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的马拉硫磷的定量检测标准工作曲线。
具体实施方式
为了更清楚更深入地说明本发明的内容，下面将进一步列举一些实施例，但本发明不局限于所列举的实施例。下列实施例中具体实验条件或方法如未注明，均按本领域的常规条件或方法进行。
实施例1
仿过氧化物酶和仿氧化酶材料铱仿生纳米催化剂的制备：
将3 mg的IrCl3•3H2O均匀地分散在4 mL的超纯水中，然后在剧烈搅拌下将上述溶液滴加到等体积的含有18.6 mg PVP的水中。将混合物在室温搅拌过夜。溶液的颜色变为黄色。接下来，将上述混合物在100 ℃下回流2 h。减压蒸馏除去溶剂，得到的铱仿生纳米催化剂结构为平均粒径为10 nm的球形。
实施例2
铱仿生纳米催化剂的仿过氧化物酶活性分析：
实验体系a：催化反应体系为包括H2O2（1 mmol/L）、上述实施例获得的铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）、有机显色剂TMB（0.5 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（pH 4.0, 100 mM）。在室温（25 °C）下反应30分钟后，利用紫外分光光度计检测其300−800 nm内的吸光值。另做对照实验b，催化反应体系中不加铱仿生纳米催化剂，在与上述实验体系同样条件下反应30分钟后检测吸光值。
实验体系a显示出明显的峰，说明铱仿生纳米催化剂在pH 4.0处具有明显的仿过氧化物酶的活性；对照试验b在650 nm附近无明显的峰，说明若无铱仿生纳米催化剂作催化剂将无明显反应。
实施例3
铱仿生纳米催化剂的仿氧化酶活性分析：
实验体系a：催化反应体系为包括上述实施例获得的铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）、有机显色剂TMB（0.5 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（pH 4.0, 100 mM）。在室温（25 °C）有氧条件下反应30分钟后，利用紫外分光光度计检测其300−800 nm内的吸光值。另做对照实验b，催化反应体系中不加铱仿生纳米催化剂，在与上述实验体系同样条件下反应30分钟后检测吸光值。
实验体系a显示出明显的峰，说明铱仿生纳米催化剂在pH 4.0处具有明显的仿氧化酶的活性；对照试验b在452 nm附近无明显的峰，说明若无铱仿生纳米催化剂作催化剂将无明显反应。
实施例4
铱仿生纳米催化剂的仿过氧化物酶活性机理分析：
实验体系a：催化反应体系为包括不同质量浓度的铱仿生纳米催化剂、H2O2（1mmol/L）的醋酸盐缓冲液（pH 4.0, 100 mM）、5 μL HE溶液（2.5 mg/mL）。孵育40分钟，用荧光分光光度计对混合物的荧光进行监测。另做对照实验b，催化反应体系中不加铱仿生纳米催化剂，在与上述实验体系同样条件下反应40分钟后检测荧光强度。实验体系c：催化反应体系为包括不同质量浓度的铱仿生纳米催化剂、H2O2（1 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（pH 4.0,100 mM）、20 μL TA溶液。孵育40分钟，用荧光分光光度计对混合物的荧光进行监测。另做对照实验d，催化反应体系中不加铱仿生纳米催化剂，在与上述实验体系同样条件下反应40分钟后检测荧光强度。
实验体系a与对照体系b在590 nm处均没有明显的荧光峰出现，说明反应过程中没有•O2−产生。实验体系c与对照体系d在425 nm处均没有荧光发射峰出现，说明反应过程中没有•OH产生。铱仿生纳米催化剂的仿过氧化物酶活性可以消耗H2O2，但是不产生•O2−和•OH。
实施例5
铱仿生纳米催化剂的仿氧化酶活性机理分析：
实验体系a：催化反应体系为包括不同质量浓度的铱仿生纳米催化剂、醋酸盐缓冲液（pH 4.0, 100 mM）、5 μL HE溶液（2.5 mg/mL）。孵育40分钟，用荧光分光光度计对混合物的荧光进行监测。另做对照实验b，催化反应体系中不加铱仿生纳米催化剂，在与上述实验体系同样条件下反应40分钟后检测荧光强度。实验体系c：催化反应体系为包括不同质量浓度的铱仿生纳米催化剂、醋酸盐缓冲液（pH 4.0, 100 mM）、20 μL TA溶液。在氧气氛围下孵育40分钟，用荧光分光光度计对混合物的荧光进行监测。另做对照实验d，催化反应体系中不加铱仿生纳米催化剂，在与上述实验体系同样条件下反应40分钟后检测荧光强度。
实验体系a在590 nm处显示出荧光峰，峰强度与浓度成正比关系，说明反应过程中产生了•O2−。对照体系b在590 nm处没有明显的峰。实验体系c与对照体系d在425 nm处均没有荧光发射峰出现，说明反应过程中没有•OH产生。铱仿生纳米催化剂的仿氧化酶活性可以激活O2产生•O2−和并一步氧化TMB。
实施例6
铱仿生纳米催化剂的双仿酶活性协同催化效应分析：
实验体系a：催化反应体系为包括H2O2（1 mmol/L）、上述实施例获得的铱仿生纳米催化剂（0−100 μg/mL）、有机显色剂TMB（0.5 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（pH 4.0, 100 mM）。在37 ℃下孵育15分钟后，利用紫外分光光度计检测652 nm处的吸光值。
实验体系a显示随着铱仿生纳米催化剂用量的增加，652 nm处的最大吸收峰逐渐增大，说明铱仿生纳米催化剂的仿过氧化物酶活性和氧化物酶活性共存时具有良好的协同催化效应。这是由于铱仿生纳米催化剂的仿过氧化物酶活性和仿氧化物酶活性的机理不同造成的。
实施例7
铱仿生纳米催化剂的选择性分析:
实验体系a：催化反应体系为包括H2O2（1 mmol/L）、TMB（0.5 mmol/L）、铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）的醋酸缓冲液（100 mM, pH 4.0）和马拉硫磷（5 μmmol/L）。37 ℃下孵育15分钟。用分光光度计测定652 nm处的吸光度。另做对照实验b，催化反应体系中不加马拉硫磷，在与上述实验体系同样条件下反应15分钟后检测吸光值。
另做九组实验，将铱仿生纳米催化剂替换为Fe3O4、Co3O4、MnO2、CeO2、CuO、V2O3、Au、Ag和Pt，在37 ℃下孵育15分钟。用分光光度计测定652 nm处的吸光度。
实验体系a在652 nm处的吸光度值低于对照实验b的吸光值，马拉硫磷不能特异性抑制Fe3O4、Co3O4、MnO2、CeO2和CuO的仿酶活性；马拉硫磷对V2O3、Au、Ag和Pt仿酶活性的抑制作用明显低于铱仿生纳米催化剂；说明马拉硫磷只对铱仿生纳米催化剂特异性抑制。
实施例8
马拉硫磷的定性检测：
铱仿生纳米催化剂具有仿过氧化物酶活性和仿氧化酶活性。马拉硫磷可以特异性抑制铱仿生纳米催化剂的仿酶活性，从而实现马拉硫磷的定量检测。催化反应体系为包含铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）、不同浓度的马拉硫磷（0−5 μM）孵育10分钟，将上述混合液与TMB（0.5 mmol/L）和H2O2（1 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（100 mM，pH 4.0）混合。在37 °C下孵育15分钟后。用肉眼观察上述溶液的颜色变化。根据实验证明，铱仿生纳米催化剂换成10~1000 μg/mL中的某一个浓度，H2O2换乘0.1~10 mmol/L中的某一个浓度，TMB换乘0.05~5mmol/L中的某一个浓度，缓冲液换成pH 3.0~6.0中某一个浓度，孵育时间在3~60分钟内的每个时间点，均可实现定性测定。根据实验证明，将TMB换成2,2'-偶氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐、邻苯二胺、4-氨基安替比林，可实现不同颜色的显色定性测定。
实施例9
马拉硫磷的定量检测：
对于制作标准曲线，催化反应体系为包含铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）、不同浓度的马拉硫磷（0−5 μM）孵育10分钟，将上述混合液与TMB（0.5 mmol/L）和H2O2（1 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（100 mM，pH 4.0）混合。在37 °C下孵育15分钟后。用紫外分光光度计在652nm处测定吸光度并通过线性拟合绘制出马拉硫磷的标准曲线。如图1所示，线性范围0.01–5pM，回归方程为y=-0.283x+1.0749（R2=0.9983），检出限（LOD，3 nM）。
对于未知样品中马拉硫磷的定量检测，催化反应体系为包含铱仿生纳米催化剂（20 μg/mL）、含有未知浓度的马拉硫磷样品，孵育10分钟，将上述混合液与TMB（0.5 mmol/L）和H2O2（1 mmol/L）的醋酸盐缓冲液（100 mM，pH 4.0）混合。在37 °C下孵育15分钟，用紫外分光光度计在652 nm处测定吸光度。将所得吸光度套入标准工作曲线回归方程算出浓度值，回收率为98.5-103.4%，相对标准偏差（RSD）均在4%以内。根据实验证明，铱仿生纳米催化剂换成10~1000 μg/mL中的某一个浓度，H2O2换成0.1~10 mmol/L中的某一个浓度，TMB换成0.05~5 mmol/L中的某一个浓度，缓冲液换成pH 3.0~6.0中某一个浓度，孵育时间在3~60分钟内的每个时间点，均可实现定量测定。根据实验证明，将TMB换成2,2'-偶氮-双（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐、邻苯二胺、4-氨基安替比林，检测波长更换成相应氧化产物的吸收波长也可实现定量测定。
Claims (2)
1.一种基于铱仿生催化剂的双重模拟酶活性的高选择性协同抑制作用的马拉硫磷比色检测方法，其特征在于，所述铱仿生催化剂同时具有仿过氧化物酶和仿氧化酶双重活性，马拉硫磷可以同时抑制此双重酶模拟活性且马拉硫磷对此双重酶模拟活性的同时抑制的效果比对两种模拟酶活性的各自抑制效果的加和更强，马拉硫磷对此双重模拟酶活性的抑制作用具有高度专一性而其他农药对此双重模拟酶活性的抑制作用不明显，从而实现马拉硫磷的高选择性高灵敏定性定量比色检测；具体步骤如下：
(1)将待测的马拉硫磷溶液与所述铱仿生催化剂孵育；
(2)将上述孵育后的混合液、过氧化氢、有机显色剂分别加入到pH 4.0的醋酸缓冲液中，然后孵育数分钟；
(3)通过观察溶液颜色变化来实现马拉硫磷的可视化定性检测，颜色越浅说明待测溶液中马拉硫磷的浓度越大；
(4)利用分光光度计或酶标仪检测溶液中有机显色剂的氧化物的相应吸光值，利用其与马拉硫磷的定量关系而实现马拉硫磷的高通量定量检测；
所述铱仿生催化剂的制备方法具体如下：
(1)将IrCl3水溶液滴加到剧烈搅拌的聚乙烯吡咯烷酮水溶液中，在室温下搅拌12h，得黄色溶液；
(2)将步骤(1)所得黄色溶液在100℃下回流2h；
(3)将上述溶液进行减压蒸馏以完全除去溶剂，蒸干溶液后所得的黑色固体即为铱仿生催化剂。
2.根据权利要求1所述一种基于铱仿生催化剂的双重模拟酶活性的高选择性协同抑制作用的马拉硫磷比色检测方法，其特征在于：所述的有机显色剂为3，3'，5，5'-四甲基联苯胺、2，2'-偶氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐、邻苯二胺、4-氨基安替比林；所述检测马拉硫磷时不需要其他仿酶纳米材料或天然酶的参与。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110568023.2A CN113466189B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种基于双酶活性抑制作用的马拉硫磷比色检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110568023.2A CN113466189B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种基于双酶活性抑制作用的马拉硫磷比色检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113466189A CN113466189A (zh) | 2021-10-01 |
| CN113466189B true CN113466189B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=77871269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110568023.2A Active CN113466189B (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种基于双酶活性抑制作用的马拉硫磷比色检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113466189B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114518344B (zh) * | 2022-01-13 | 2023-01-17 | 江苏大学 | 基于ACP@Ce/Tb-IPA的比率荧光和比色双模式检测农药残留的方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5100776A (en) * | 1987-07-17 | 1992-03-31 | Dr. Pfeiffer Bioanalytik Kg | Immunological detection process for herbicides |
| CN104007104A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 上海交通大学 | 快速检测有机磷农药残留的试剂盒及其使用方法 |
| CN107356591A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-11-17 | 青岛农业大学 | 一种基于仿酶纳米材料的无酶一锅葡萄糖显色检测方法 |
| CN107607527A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-19 | 江苏大学 | 一种基于纳米金模拟酶的农药残留快速检测方法 |
| CN108562577A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-21 | 江苏大学 | 一种有机磷农药残留量的比色检测方法 |
| CN108872217A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-23 | 青岛农业大学 | 二氧化铱纳米酶的合成与应用 |
| CN109248677A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-01-22 | 青岛农业大学 | 二氧化锗纳米酶及其农药检测应用 |
| CN109270060A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-25 | 青岛农业大学 | 一种具有串联酶活性的铱纳米酶及其应用 |
| CN112692297A (zh) * | 2019-10-07 | 2021-04-23 | 福建医科大学 | 一种具有抗凝作用及氧化酶活性的锇纳米粒子 |
| CN112798586A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-05-14 | 武汉轻工大学 | 一种有机磷农药可视化检测方法 |
-
2021
- 2021-05-25 CN CN202110568023.2A patent/CN113466189B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5100776A (en) * | 1987-07-17 | 1992-03-31 | Dr. Pfeiffer Bioanalytik Kg | Immunological detection process for herbicides |
| CN104007104A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 上海交通大学 | 快速检测有机磷农药残留的试剂盒及其使用方法 |
| CN107356591A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-11-17 | 青岛农业大学 | 一种基于仿酶纳米材料的无酶一锅葡萄糖显色检测方法 |
| CN107607527A (zh) * | 2017-08-15 | 2018-01-19 | 江苏大学 | 一种基于纳米金模拟酶的农药残留快速检测方法 |
| CN108562577A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-21 | 江苏大学 | 一种有机磷农药残留量的比色检测方法 |
| CN109248677A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-01-22 | 青岛农业大学 | 二氧化锗纳米酶及其农药检测应用 |
| CN108872217A (zh) * | 2018-06-08 | 2018-11-23 | 青岛农业大学 | 二氧化铱纳米酶的合成与应用 |
| CN109270060A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-25 | 青岛农业大学 | 一种具有串联酶活性的铱纳米酶及其应用 |
| CN112692297A (zh) * | 2019-10-07 | 2021-04-23 | 福建医科大学 | 一种具有抗凝作用及氧化酶活性的锇纳米粒子 |
| CN112798586A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-05-14 | 武汉轻工大学 | 一种有机磷农药可视化检测方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 串联纳米酶：一锅法无酶葡萄糖比色检测;韩磊等;《中国化学会第十三届全国分析化学年会论文集（一）》;工程科技Ⅰ辑;第699页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113466189A (zh) | 2021-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| MacPherson et al. | Type-2 copper-containing enzymes | |
| Mishra et al. | Engineered nanoenzymes with multifunctional properties for next‐generation biological and environmental applications | |
| Ma et al. | Peroxidase-like catalytic activity of cubic Pt nanocrystals | |
| CN108445142B (zh) | 一种铑片纳米酶在模拟生物酶催化中的应用 | |
| CN107356591B (zh) | 一种基于仿酶纳米材料的无酶一锅葡萄糖显色检测方法 | |
| CN109270060B (zh) | 一种具有串联酶活性的铱纳米酶及其应用 | |
| CN113466189B (zh) | 一种基于双酶活性抑制作用的马拉硫磷比色检测方法 | |
| Lei et al. | Current research progress on laccase-like nanomaterials | |
| Zhang et al. | Biomimetic cascade nanoreactor with triple-enzyme mimetic activities for colorimetric detection of acid phosphatase | |
| CN113237840A (zh) | 类过氧化物纳米酶及其制备方法、活性检测方法及传感器 | |
| Tang et al. | Electroenzymatic oxidation of bisphenol A (BPA) based on the hemoglobin (Hb) film in a membraneless electrochemical reactor | |
| CN114891354B (zh) | 一种基于纳米酶级联反应的纳米复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN109270061B (zh) | 一种快速检测和降解有机磷农药的装置和应用 | |
| Han et al. | Fe 3 O 4@ Au–metal organic framework nanozyme with peroxidase-like activity and its application for colorimetric ascorbic acid detection | |
| Li et al. | “Three-in-one” nanocomposites as multifunctional nanozymes for ultrasensitive ratiometric fluorescence detection of alkaline phosphatase | |
| CN113084187A (zh) | 一种金银钯三金属过氧化物模拟酶的制备方法及其应用 | |
| CN109248677B (zh) | 二氧化锗纳米酶及其农药检测应用 | |
| Bandeiras et al. | The respiratory chain of the thermophilic archaeon Sulfolobus metallicus: studies on the type-II NADH dehydrogenase | |
| CN113304748B (zh) | 一种具有多种仿酶活性的铜纳米团簇及其制备方法与应用 | |
| TW200418733A (en) | Peroxide anion decomposing agent | |
| Núñez-Delicado et al. | Hydroperoxidase activity of lipoxygenase: a kinetic study of isoproterenol oxidation | |
| CN111001410B (zh) | 一种半导体钒酸铋-羟基氧化铁纳米酶的制备及检测过氧化氢的方法 | |
| Yadav et al. | Cerium oxide-based Nanozymes in biology and medicine | |
| Gorbacheva et al. | Enzymatic oxidation of manganese ions catalysed by laccase | |
| CN111579514A (zh) | 一种硅酸锰模拟氧化酶催化氧化tmb的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |