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铁基MOFs衍生纳米酶构筑及在食品安全检测中的应用研究

连继晓

铁基MOFs衍生纳米酶构筑及在食品安全检测中的应用研究

连继晓1
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作者信息

  • 1. 江南大学
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摘要

近年来,贵金属、金属氧化物、金属硫化物、金属有机骨架材料(MOFs)等已广泛应用于纳米酶的开发研究中。但较于天然酶,纳米材料的类酶催化活性和反应效率仍相对较低,制约了纳米酶在生物传感、临床诊断等诸多领域的应用,因此,具备高催化能力的新型纳米酶亟待开发。本论文以铁基MOFs为研究对象构筑新型纳米酶,以期增强纳米酶的催化活性和催化效率,探索其在食品安全领域中应用,并阐明纳米酶的催化机理。本论文的具体工作如下: (1)采用原位光催化还原法,在FeS2棱柱上修饰Ag纳米粒子(AgNPs),电极有效表面积的增大、电子转移的增强以及AgNPs和FeS2之间的协同作用导致催化活性的增强。另一方面,AgNPs/FeS2能在室温下迅速使无色底物3,3'',55''-四甲基联苯胺(TMB)和H2O2氧化生成蓝色氧化物(oxTMB),这揭示了其具有类过氧化物酶模拟活性和比色分析的可视化能力。电化学检测方法对H2O2的检出限低(0.6μM)、线性范围宽、灵敏度高(244.4μAmM-1cm-2)。此外,基于该材料构建的比色传感器实现了对H2O2的有效检测,检测限为3.0μM,成功地建立了一种测定血清和饮料中H2O2的方法并可应用于食品检测领域。 (2)通过掺杂金属策略将锰离子引入典型的铁基MOFs,制备了一种催化性能良好的双金属AgNPs/FeMnSx纳米酶,证明了该材料具有优异催化活性的机制。此外,锰元素的引入,使该材料具有类氧化酶的特性,建立了方法简单、选择性和灵敏度高的有机磷农药(OPs)比色检测策略。该比色传感器在敌敌畏浓度为0.01-100μg·mL-1呈现出良好的线性范围,检测限为5.18μg·mL-1。以上结果表明,AgNPs/FeMnSx纳米酶在食品安全方面拥有巨大的应用潜力。

关键词

食品安全/铁基MOFs/纳米酶/催化活性

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授予学位

硕士

学科专业

化学

导师

陈晓君/葛丹华

学位年度

2023

学位授予单位

南京工业大学

语种

中文

中图分类号

TS
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