Fe-HHTP基纳米酶的设计合成及其在食品检测中的应用研究.pdfVIP

摘要

食品检测对食品质量控制具有重大意义，同时也是践行大食物观的重要内

容。传统大型仪器分析方法操作繁琐且对预处理样品要求高，因此开发高效便

捷的快检方法备受重视，引入新型纳米材料构建食品快检方法是食品分析领域

的研究热点。纳米酶是具有催化性能的纳米材料，在食品快检方法中显示出巨

大潜力。金属有机骨架（MOFs）作为典型纳米酶，因具有类酶特性、比表面积

大、稳定性好和易于制备等优势广受关注，但具有高效催化活性的MOFs种类

有限。2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯（HHTP）作为一种良好有机配体仅限于导

电MOFs的合成与应用，在纳米酶及食品分析相关研究中鲜有报道。设计并合

成高效MOFs基纳米酶对建立快速、灵敏的可视化快检方法至关重要，因此，

本论文以HHTP为有机配体在温和的条件下设计合成了三种不同的高效MOFs

基纳米酶并成功实现了食品相关成分的分析研究。详细的研究内容如下：

（1）通过Fe3+与HHTP的一步自组装在室温条件下合成了非晶纳米材料

Fe-HHTP，充分表征了其形貌和结构并系统考察了过氧化物酶活性。由于TA对

Fe-HHTP催化的显色反应有抑制作用，TA对显色反应的抑制与TA的抗氧化能

力和Fe3+-TA络合物的形成有关，由此建立了一种快速、准确的TA可视化检测

方法。经验证，该方法检测限低（0.15μmol/L），线性范围宽（0.5~100.0

μmol/L），准确度高（回收率为95.85~98.06%）。最后，将该方法应用于不同茶

叶和葡萄酒中TA含量的可视化检测。

（2）在Fe-HHTP的基础上，设计合成了一种具有类过氧化物酶活性的Fe-

HHTP@ZIF-8复合物纳米酶，并对其形貌、结构及催化活性进行了详细表征，

进一步以抗坏血酸作为典型抗氧化剂，基于其对纳米酶催化显色反应的抑制作

用，构建了一种高效的可视化传感器方法。系统验证表明，该可视化传感器检

测限低（1.67μmol/L），线性范围宽（5.0~3000.0μmol/L），准确度高（回收率

为98.62~103.13%）。最后，利用此传感器对不同饮料的总抗氧化能力进行检测，

结果与样品标示值基本一致。

（3）在Fe-HHTP@ZIF-8的基础上，通过Kirkendall效应设计合成了一种

具有类氧化酶活性的Fe-HHTP@HZIF-8@Au纳米酶，详细表征了形貌、结构及

催化活性，基于NO2-诱导的产物颜色变化构建了一种可视化比率方法检测食品

中的NO2-含量，该方法具有良好的灵敏度和特异性，NO2-检测范围为0~700.0

μmol/L，检测限为0.12μmol/L，回收率为95.11~102.14%，可以用于市售香肠和

自来水样品中NO2-含量的检测。

关键词：HHTP；金属有机骨架；纳米酶；可视化传感器；食品检测

I

inhibitoryeffectofascorbicacid(atypicalantioxidant)oncolorreactioncatalyzedby

nanozyme,anefficientvisualizationsensorwasconstructed.Systemicverification

showedthatthevisualsensorhaslowlimitofdetection(1.67μmol/L),widelinear

range(5.0~3000.0μmol/L),andhighaccuracy(recovery98.62~103.13%).Finally,the

sensorwasusedtodetectthetotalantioxidantcapacityofdifferentbeverages,andthe

resultswerebasicallyconsistentwithlabeledvaluesofthesamples.

(3)BasedonFe-HHTP@ZIF-8,acombine