[发明专利]一种基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器及其制备方法和应用，属于传感器制备和果蔬质量检测技术领域；本发明中，利用具有类过氧化物酶活性的金属有机框架材料（MOFs）催化氧化3,3’,5,5’‑Tetramethylbenzidine（TMB）构建了比色传感器，所述比色传感器基于适配体对MOFs催化活性的增强作用、适配体与农药之间的特异识别，实现果蔬中农残的可视化快速监测。

技术领域

本发明属于传感器制备和果蔬质量检测技术领域，具体涉及一种基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器及其制备方法和应用。

背景技术

农药的广泛应用对推动农业生产起着积极作用，然而农药存在难降解、毒性强等缺点，极易在水体、土壤、果蔬中富集，因此需要对农药的残留进行检测。农药残留的传统检测方法有高效液相色谱法（HPLC）、液相色谱法-串联质谱（LC-MS/MS）等，该类方法由于设备昂贵、操作费用高，难以实现现场快速检测。

目前，为了实现农药残留的快速检测，基于核酸适配体与农药的特异识别构建了荧光、表面增强拉曼散射和电化学等快速检测方法，但是上述方法依赖于特定的仪器设备，以输出相应的光、电信号，在很大程度上限制了其便携式应用。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器及其制备方法和应用。本发明中，利用具有类过氧化物酶活性的金属有机框架材料（MOFs）催化氧化3,3’,5,5’-Tetramethylbenzidine（TMB）构建了比色传感器，所述比色传感器基于适配体对MOFs催化活性的增强作用、适配体与农药之间的特异识别，实现果蔬中农残的可视化快速监测。

本发明中首先提供了一种基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器，所述比色传感器基于MOFs静电吸附氟虫腈和适配体构建而成。

本发明中还提供了上述基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）MOFs的制备及其功能化：

将Zn(NO₃)₂·6H₂O和二甲基咪唑分别分散在甲醇中，然后将两者混合，室温孵育后进行离心、洗涤、干燥，得到ZIF-8；将适配体溶液和ZIF-8溶液混合孵育，得到功能化后的ZIF-8溶液；所述适配体为ACGCGAATCGGAGTTGGGGGT。

（2）基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器的构建：

配制一系列浓度的氟虫腈标准品溶液，将氟虫腈标准溶液与功能化的ZIF-8溶液混合反应，得到基于适配体增强MOFs类酶活性的比色传感器。

进一步的，步骤（1）中，所述将Zn(NO₃)₂·6H₂O和二甲基咪唑分别分散在甲醇中具体是将4~6 mmol Zn(NO₃)₂·6H₂O和9~11 mmol二甲基咪唑分别分散在45~55mL甲醇中。

进一步的，步骤（1）中，室温孵育的时间为24h。

进一步的，步骤（1）中，所述干燥为在40~60 ℃下真空干燥，干燥时间为12~36 h。

进一步的，步骤（1）中，所述适配体溶液中，适配体溶于蒸馏水中，适配体浓度为100~200 nM。

进一步的，步骤（1）中，所述ZIF-8溶液中，ZIF-8溶于 pH 7.6 Tris-HCl 溶液，ZIF-8的浓度为0.83~1.67 mg/mL。

进一步的，步骤（1）中，适配体溶液和ZIF-8溶液的用量比为10~20 μL：50~70 μL。

进一步的，步骤（1）中，所述混合孵育为10~30 min。