双功能金属有机框架纳米酶：基于可调价态的双模式检测有机磷农药新策略

为解决农药残留检测中灵敏度不足和操作复杂的问题，研究人员开发了一种基于双功能金属有机框架纳米酶(BMFN)的新型双模式(荧光/比色)检测策略。该研究通过调控Ce3+/Ce4+价态实现荧光与仿生催化双功能切换，对甲基对氧磷(MP)的检测限分别达0.2μM(荧光)和0.5μM(比色)，为复杂基质中农药残留监测提供了高效解决方案。

　　

农药在保障农作物产量中扮演着关键角色，但有机磷农药(OPs)等持久性污染物通过食物链富集对人类健康构成严重威胁。传统检测方法如气相色谱-质谱联用(GC-MS)虽精准但依赖大型设备，而新兴光学检测技术又面临单信号可靠性不足的瓶颈。针对这一困境，澳门科技大学的研究团队创新性地将金属有机框架(MOFs)与纳米酶技术相结合，开发出具有荧光-催化双功能的纳米材料，相关成果发表于《Food Chemistry》。

研究采用溶剂热法制备双功能金属有机框架纳米酶(BMFN)，通过X射线光电子能谱(XPS)验证Ce³⁺/Ce⁴⁺价态调控机制，结合荧光光谱和紫外-可见分光光度法建立双信号检测体系。以甲基对氧磷(MP)为模型污染物，在pH 7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)中系统优化检测条件。

材料与表征
扫描电镜(SEM)显示BMFN呈15-20μm的规则多面体结构，XPS证实其表面Ce³⁺/Ce⁴⁺比例可通过溶剂极性调节。当pH从酸性变为碱性时，Ce⁴⁺占比从42.1%升至67.3%，伴随荧光量子产率提升2.3倍。

双功能机制
BMFN的荧光特性源于配体-金属电荷转移(LMCT)，而磷酸酶模拟活性则依赖Ce⁴⁺的氧化还原能力。在MP存在时，其磷酸酯键被Ce⁴⁺水解产生对硝基苯酚(p-NP)，既淬灭BMFN荧光(λ_ex=325 nm)，又生成黄色产物(λ_max=405 nm)，实现双信号响应。

分析性能
在0.5-100 μM范围内，荧光强度与MP浓度呈线性关系(R²=0.996)，检出限(LOD)为0.2 μM；比色法的线性范围为1-200 μM (R²=0.992)，LOD达0.5 μM。该方法对常见干扰物(如葡萄糖、氨基酸)表现出优异选择性，在蔬菜样品中的加标回收率为92.4-107.8%。

结论与展望
该研究开创性地将MOFs的荧光特性与纳米酶的催化功能整合于单一材料，通过Ce价态动态调控实现检测模式的智能切换。双信号相互验证显著提升了结果的可靠性，而无需抗体或生物酶的设计使其在实地检测中更具优势。未来可通过拓展MOFs的金属节点(如Zr、Fe)进一步丰富检测靶标，为食品安全监测提供新的技术范式。