基于山楂多糖稳定Pd@Ru纳米酶绿色合成及其对有机磷农药的灵敏比色检测

本研究创新性地采用山楂多糖（HP）作为绿色稳定剂，成功构建了双金属Pd@Ru纳米酶（HP-PdmRun NPs）。该纳米酶通过钯-钌协同效应显著增强过氧化物酶样催化活性，其对底物TMB的催化行为符合米氏动力学模型。基于HP-Pd10Ru20 NPs开发的比色生物传感器可实现草甘膦的快速灵敏检测（检测限0.179 ng/mL，线性范围0.0002–200 μg/mL），为有机磷农药（OPs）残留检测提供了环境友好、成本效益高的新技术方案。

　　

亮点

材料与仪器

四氯钯酸钠（Na₂PdCl₄）、三氯化钌（RuCl₃）、3,3′,5,5′-四甲基联苯胺（TMB）、过氧化氢（H₂O₂，30% wt.）、对苯醌（BQ）、叠氮化钠（NaN₃）和异丙醇（IPA）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。山楂购自本地市场。草甘膦、乐果、毒死蜱和戊唑醇购自北京华威锐科化工有限公司。所有农药均为分析纯试剂。

紫外-可见吸收光谱使用Shimadzu UV-2600光谱仪测定。透射电子显微镜（TEM）图像采用JEM-2010仪器获取。X射线光电子能谱（XPS）分析通过Thermo Scientific K-Alpha⁺系统实施。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）采用Nicolet iS50光谱仪记录。Zeta电位和动态光散射（DLS）数据使用Malvern Zetasizer Nano ZS90仪器测量。

HP表征

如图1a所示，凝胶渗透色谱（GPC）分析表明提取的HP分子量约为31,710 Da，呈现单一特征峰，证实HP具有高纯度。此外，HP的蛋白质含量低于5%。图1b展示了HP的质子核磁共振（¹H NMR）谱图：鼠李糖甲基峰出现在1.18 ppm，3–4 ppm范围内的化学位移对应于糖环上的质子信号，而5.18 ppm处的信号提示存在α-构型糖苷键。这些结果与先前报道的山楂多糖结构特征一致。

结论

总而言之，以HP同时作为还原剂和稳定剂合成的HP-Pd_mRu_n NPs具有均匀的尺寸（约12.5 nm）和优异的分散性。这些纳米粒子展现出强大的过氧化物酶样活性，其催化动力学遵循米氏曼顿机制。凭借HP-Pd₁₀Ru₂₀ NPs对TMB的强催化氧化能力，本研究开发了一种新型比色生物传感器。该系统通过有机磷农药介导的乙酰胆碱酯酶（AChE）抑制效应实现信号放大，为食品安全监测领域提供了创新性检测平台。