MXene量子点修饰海胆状NiCoP/NF纳米酶的高效过氧化物酶模拟活性及其在草甘膦灵敏比色检测中的应用

本研究针对食品中草甘膦残留检测的技术瓶颈，通过水热法结合磷酸化工艺构建了0.5 MQDs-NiCoP/NF纳米酶，其独特的海胆状结构展现出卓越的过氧化物酶活性（催化H2O2分解产生•OH自由基），结合DFT计算揭示了NiCoP与MQDs的界面协同机制，最终开发出线性范围1.5–300 μM、检测限1.06 μM的高性能比色传感器，为农药残留监测提供了新策略。

　　

草甘膦作为全球用量最大的有机磷除草剂，其生殖毒性、致畸性和致突变性已被多项研究证实，但现有检测技术如HPLC、GC-MS存在设备昂贵、操作复杂等问题。针对这一挑战，兰州交通大学联合天津大学的研究团队创新性地将二维材料MXene量子点(MQDs)与双金属磷化物NiCoP复合，在泡沫镍(NF)基底上构建了海胆状纳米酶，相关成果发表于《Food Chemistry》。

研究采用水热合成-磷酸化两步法制备0.5 MQDs-NiCoP/NF，通过TEM、EPR等技术证实其2.75 nm MQDs均匀分散特性及•OH生成能力，结合DFT计算阐明界面电子转移增强机制。基于该纳米酶建立的比色传感平台，实现了对草甘膦的高选择性检测，克服了传统抗体依赖型方法（如ELISA）的热不稳定性缺陷。

【材料表征】TEM显示MQDs平均粒径2.75 nm，XRD证实磷酸化成功将前驱体转化为NiCoP晶相，比表面积分析揭示海胆状结构提供丰富活性位点。
【催化机制】稳态荧光和EPR实验证明0.5 MQDs-NiCoP/NF可高效催化H₂O₂产生•OH，其动力学常数较纯NiCoP提升3.2倍。
【DFT计算】电荷密度差分图显示MQDs与NiCoP界面存在电子重排，降低*OOH中间体吸附能（-2.34 eV），加速反应动力学。
【检测性能】在pH 4.0条件下，体系在652 nm处吸光度与草甘膦浓度呈双对数线性关系，实际样品加标回收率达96.8%-103.2%。

该研究不仅为设计高效纳米酶提供了"量子点-双金属磷化物"协同新思路，更开发出无需复杂仪器的现场检测方案。通过调控MXene量子点负载量（0.5 mg/mL为最优），实现了催化活性与稳定性的平衡，其检测限较电化学法降低两个数量级。未来可进一步拓展至其他有机磷农药的多重检测体系，在智慧农业和食品安全监测领域具有重要应用前景。