天然酶是由大多数蛋白质和少数核酸组成的大分子生物催化剂,贯穿生命的代谢过程。然而,大多数天然酶在非生理条件下容易失活或活性受到抑制,这严重限制了天然酶的广泛应用。此外,天然酶还存在贮藏要求高、生产和纯化工艺复杂、成本高等缺陷。随着纳米科学和生命科学的快速发展,具有高催化活性和多功能性的纳米酶得到了大量研究,成为天然酶潜在的代替品。纳米酶的出现大大提高了DS-3201使用方法比色可视化传感平台的灵敏度和稳定性。基于纳米酶的可视化传感器具有操作简便、检测耗时短、可通过肉眼进行视觉识别等特点,在各领域都受到广泛研究,特别是在重金属和农药残留的检测领域。本论文工作中,通过用简单、低成本的合成方法制备具有不同功能的纳米酶,构建next-generation probiotics可视化传感器,分别用于重金属和有机磷农药的高选择性检测。具体工作内容如下:1.在简单温和条件下合成具有类氧化物酶活性的MnO_2纳米片,并基于该纳米片构建了一种简单的比色传感器用于检测Hg~(2+)。Mn O_2纳米酶在溶解氧存在下可快速氧化TMB。具有还原性的GSH可以还原刻蚀Mn O_2纳米片生成Mn~(2+),减弱了Mn O_2纳米酶对TMB的催化。Hg~(2+)存在时,Hg~(2+)与GSH中的巯基发生配位,从而减少GSH对Mn O_2纳米酶的刻蚀,让更多的Mn O_2纳米酶催化氧化TMB。因此,Hg~(2+)浓度越大,产生蓝色ox TMB越多。在0.1～8.0μmol L~(-1)范围内,Hg~(2+)浓度与ox TMB的吸光度的差值(△OD)呈良好的线性关系,检测限为0.097μmol L~(-1)。该传感器为检测水中Hg~(2+)提供了一种简单有效的方法。2.通过简单快速的方法合成具有氧化还原酶性能的Cu MOF,用于快速灵敏检测Cr(Ⅵ)。Cr(Ⅵ)与TMB在Cu MOF介导的电子转移作用下,快速(30 s)发生氧化还原反应。Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ),TMB被selleck LY2157299氧化成蓝色的ox TMB。在0.06～20μmol L~(-1)范围内,ox TMB的吸光度随Cr(Ⅵ)浓度增加而增大,并呈良好的线性关系,检测限为0.018μmol L~(-1)。该方法为快速灵敏检测水中Cr(Ⅵ)提供了一种可靠的途径。3.通过在Zr MOF表面修饰Zn~(2+)合成一种对有机磷中的P-O具有水解作用的Zn-Zr MOF,用于比色检测丙溴磷。该方法中,Zn-Zr MOF中的Zn、Zr元素作为路易斯酸,在弱碱条件下将配位水脱质子形成Zn(Ⅱ)-OH和Zr(Ⅳ)-OH。Zn、Zr与丙溴磷配位并激活P-O键,促进水或氢氧根对P-O键的亲核攻击,得到酚类水解产物4-溴-2-氯苯酚。在氧化剂K_3[Fe(CN)_6]的存在下,4-溴-2-氯苯酚与4-氨基安替比林反应生成粉红色的产物。在0.01～1000μg m L~(-1)范围内,丙溴磷浓度与粉红色产物具有很强的线性关系,检测限为6.33×10~(-3)μg m L~(-1)。该工作为高灵敏、高选择性检测丙溴磷提供了一种新策略。