双功能NH2-MIL-88(Fe)@Pt纳米酶荧光传感平台：农业环境与食品中草甘膦和Pb2+的双通道可视化检测

为解决农药和重金属残留对环境和食品安全的威胁，研究人员开发了一种兼具过氧化物酶活性和荧光特性的NH2-MIL-88(Fe)@Pt纳米酶，构建了双通道“OFF-ON”传感平台，实现了草甘膦（GLY）和Pb2+的高灵敏度检测（LOD分别达0.0082 μg/mL和0.0049 μg/mL），并整合智能手机分析技术，为农业污染物筛查提供了高效工具。

　　

研究背景与意义
农药和重金属污染是威胁人类健康的两大“隐形杀手”。草甘膦（GLY）作为全球使用最广泛的有机磷农药之一，其残留问题日益严峻；铅离子（Pb²⁺）则因其神经毒性被列为优先控制污染物。传统检测方法存在设备昂贵、操作复杂等瓶颈，难以满足田间和食品现场的快速筛查需求。如何实现这两种污染物的同步、可视化检测，成为环境与食品安全领域亟待突破的科学难题。

研究方法与技术路线
天津科技大学等机构的研究团队创新性地将金属有机框架材料NH₂-MIL-88(Fe)与铂纳米颗粒（PtNPs）复合，构建了具有双重功能的纳米酶。研究采用SEM/TEM表征材料形貌，XRD验证晶体结构，通过紫外-可见分光光度法和荧光光谱分析催化活性与传感性能，最终开发出水凝胶集成智能手机的便携式检测平台。

研究结果

1. 纳米酶特性表征
   NH₂-MIL-88(Fe)@Pt呈现900 nm的凹八面体结构，XRD特征峰（9.2°、10.2°）证实其高结晶度。PtNPs的负载显著提升了过氧化物酶模拟活性（POD-like activity），能高效催化TMB显色反应。

2. 双通道检测机制

• Pb²⁺检测通道：半胱胺（CA）抑制TMB氧化，Pb²⁺通过特异性螯合解除抑制，实现“OFF-ON”比色检测（LOD 0.024 μM）。
• GLY检测通道：Cu²⁺与材料表面-NH₂的Lewis酸碱作用导致荧光猝灭，GLY优先结合Cu²⁺后荧光恢复（LOD 0.048 μM）。

1. 实际应用验证
   将纳米酶嵌入水凝胶基质，结合智能手机RGB分析，成功实现对农产品和环境样品中GLY与Pb²⁺的半定量可视化检测，回收率达92.3%-106.8%。

结论与展望
该研究通过“一材双功能”的设计策略，突破了传统传感器单一检测的局限。NH₂-MIL-88(Fe)@Pt纳米酶平台兼具高灵敏度（μg/mL级）和现场检测优势，为农业污染物监测提供了创新解决方案。未来可通过优化材料稳定性，进一步拓展其在复杂基质中的应用。论文发表于《Food Chemistry》，通讯作者为Mingfei Pan和Shuo Wang，获国家自然科学基金（32272416）等资助。