[发明专利]一种基于金纳米簇-二氧化锰纳米片的甲基对氧磷荧光-比色分析方法

说明书

本发明公开了一种基于金纳米簇‑二氧化锰纳米片的甲基对氧磷荧光‑比色方法，通过简单方法合成了AuNCs‑MnO₂复合材料，MnO₂NSs可有效猝灭AuNCs的荧光。硫代乙酰胆碱在乙酰胆碱酯酶的催化下生成硫代胆碱，硫代胆碱可将MnO₂还原生成Mn²⁺，从而失去荧光猝灭能力，AuNCs荧光得以恢复，再通过甲基对氧磷对乙酰胆碱酯酶的不可逆抑制，使体系中AuNCs再次猝灭，从而根据荧光强度的变化构建甲基对氧磷的分析方法。在甲基对氧磷浓度为0.0005～10ng mL^‑1范围时，甲基对氧磷浓度的对数与抑制效率(IE％)有良好的线性关系(R²＝0.992)，检测限(LOD)为0.00037ng mL^‑1。本发明灵敏度高、选择性较好、抗干扰能力较强，为农药检测建立新方法，在环境检测、食品分析等方面有着巨大应用前景。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种基于金纳米簇(AuNCs)锚定二氧化锰纳米片(MnO₂ NSs)复合材料的制备方法，并建立了乙酰胆碱酯酶(AChE)介导的甲基对氧磷荧光-比色检测分析方法。

背景技术

有机磷农药因其具有施药简单、药效时间长和杀灭隐藏害虫等优点，被广泛应用于现代农产品种植过程中。甲基对硫磷为有机磷农药的一种，是杀虫谱广的高毒杀虫剂。在空气中，甲基对硫磷在太阳照射下可氧化成为毒性更强的甲基对氧磷(Methyl-paraoxon，MP)。MP可抑制人体乙酰胆碱酯酶(Acetyl cholinesterase，AChE)的活性，导致乙酰胆碱(Acetylcholine，Ach)积聚，从而增加患神经系统疾病的风险。目前，对毒性更强、潜在危害更大的MP关注较少。因此，对甲基对硫磷代谢产物甲基对氧磷的残留检测至关重要。传统检测有机磷农药的方法主要有气相色谱法、气相色谱-质谱联用技术、液相色谱法、液相色谱-质谱联用技术、胶束电动色谱等，虽然这些方法有检出限低、准确度高、选择性好等优点，但也有前处理操作复杂、耗时长、成本高、对检测人员要求高等缺点，因此很难实现短时大批量检测。荧光分析方法所具有简捷、灵敏、快速等独特优势，可解决传统检测方法存在的缺点，也是有机磷农药检测领域的研究热点。羧基荧光素、罗丹明衍生物等荧光小分子探针和量子点、碳点等荧光纳米材料都已应用到有机磷农药的检测中，但这些荧光物质存在一些缺点如水溶性差、合成条件苛刻，直接利用这些荧光物质构建的检测有机磷农药方法存在选择性低、灵敏度低等问题。为解决上述问题，利用合成简单的纳米材料构建农药快速检测方法成为有效途径，其原理为利用纳米材料猝灭探针荧光，结合材料与有机磷农药间的作用使荧光恢复，进而实现有机磷农药检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的操作复杂、灵敏度低等问题，提供了一种金纳米簇(AuNCs)锚定二氧化锰纳米片(MnO₂ NSs)复合材料的简单合成方法，将其利用于甲基对氧磷的荧光检测方法中，并建立荧光-比色双信号输出模式，结合AChE的特异响应和甲基对氧磷对AChE的抑制作用引起复合材料的荧光变化，同时伴随体系颜色发生明显变化，实现了对甲基对氧磷的快速可视化监测和高效灵敏检测，为这类传感器在农药中的应用提供新方法。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种基于金纳米簇-二氧化锰纳米片的甲基对氧磷荧光-比色方法，其步骤如下：

A、牛血清白蛋白功能化的金纳米簇AuNCs的制备：

将HAuCl₄(10mmol L^-1)和BSA(50mg mL^-1)放于37℃温育10min，按体积比1:1混合，剧烈搅拌2-5min；将NaOH(1mol L^-1)相比于上述混合溶液1:20加入到上述溶液中，于37℃下剧烈搅拌反应12小时，即可获得黄色AuNCs溶液，通过透析(1kDa)进行纯化，冷冻抽干获得黄色AuNCs粉末，超纯水溶解稀释至0.20mg mL^-1备用。