Small │ 可控制备二维五氧化二钒过氧化物纳米酶助力农药残留纸芯片智能检测

以下文章来源于纳米酶 Nanozymes ，作者Nanozymes

众所周知，天然酶的制备与纯化过程复杂繁琐、成本较高，且其催化活性极易受环境影响。纳米酶是一类具有类天然酶催化活性的纳米材料，具有高稳定性、低成本及催化活性可调控等显著优势。随着纳米科技的快速发展，越来越多的纳米材料被用于模拟天然酶的催化功能。五氧化二钒（V2O5）纳米材料具有优异的仿酶活性，其催化活性与形貌及尺寸密切相关，因此制备不同形貌和尺寸的V2O5纳米材料有助于深入研究纳米酶的催化机理与拓宽纳米酶的应用范围。青岛农业大学李峰教授团队通过调控反应物浓度和反应温度，采用逐步水热法制备了具有仿过氧化物酶活性的二维V2O5纳米片（2D-VONz），开展了其仿生催化及农药残留纸芯片智能传感研究。研究工作以“Controllable Preparation of 2D V2O5 Peroxidase-Mimetic Nanozyme to Develop Portable Paper-Based Analytical Device for Intelligent Pesticide Assay”为题发表在学术期刊Small（https://doi.org/10.1002/smll.202206465）上。

研究亮点

（1）以硫酸氧钒为钒源、溴酸钾为氧化剂，采用逐步水热法可控制备了2D-VONz。催化活性测试表明，2D-VONz具有单一的仿过氧化物酶活性，其特殊的二维形貌可有效避免O2的干扰，使催化活性优于其他温度下制备的V2O5不规则聚集体，并且为显色底物吸附、催化提供了更多的活性位点。

（2）基于表面Zeta电位变化揭示了2D-VONz的催化氧化动力学机制。Zeta电位测试表明TMB/ABTS/OPD通过π-π作用力吸附在纳米酶表面（以TMB为例，Zeta电位先增加到+13.7 mV，后增加到+20.5 mV并保持不变），2D-VONz催化过氧化氢产生羟基自由基，其催化氧化TMB/ABTS/OPD生成氧化态oxTMB/oxABTS/oxOPD，引发底物与氧化态底物在纳米酶表面的吸附-脱吸附平衡转换。

（3）发现了2D-VONz对草甘膦的特异性响应机制，创制了可视化纸芯片传感元件，实现了农药的便携式智能检测。草甘膦通过–P-O-V键吸附于2D-VONz表面，抑制其催化活性，基于颜色变化，结合智能手机，实现了草甘膦的便携式智能检测，检测限低至0.026 μM。

转自：“NANO学术”微信公众号

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