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Direct and Specific Detection of Glyphosate Using a Phosphatase-like Nanozyme-Mediated Chemiluminescence Strategy
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-02-21 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05198 Jiafu Chang 1 , Lei Yu 1 , Ting Hou 1 , Ruixian Hu 1 , Feng Li 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2023-02-21 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05198 Jiafu Chang 1 , Lei Yu 1 , Ting Hou 1 , Ruixian Hu 1 , Feng Li 1
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Most organophosphorus pesticide (OP) sensors reported in the literature rely on the inhibition effect of OPs on the activity of acetylcholinesterase (AChE), which suffer from the drawbacks of lack of selective recognition of OPs, high cost, and poor stability. Herein, we proposed a novel chemiluminescence (CL) strategy for the direct detection of glyphosate (an organophosphorus herbicide) with high sensitivity and specificity, which is based on the porous hydroxy zirconium oxide nanozyme (ZrOX-OH) obtained via a facile alkali solution treatment of UIO-66. ZrOX-OH displayed excellent phosphatase-like activity, which could catalyze the dephosphorylation of 3-(2′-spiroadamantyl)-4-methoxy-4-(3′-phosphoryloxyphenyl)-1,2-dioxetane (AMPPD) to generate strong CL. The experimental results showed that the phosphatase-like activity of ZrOX-OH is closely related to the content of hydroxyl groups on their surface. Interestingly, ZrOX-OH with phosphatase-like properties exhibited a unique response to glyphosate because of the consumption of the surface hydroxyl group by the unique carboxyl group of glyphosates and was thus employed to develop a CL sensor for direct and selective detection of glyphosate without using bio-enzymes. The recovery for glyphosate detection of cabbage juice ranged from 96.8 to 103.0%. We believe that the as-proposed CL sensor based on ZrOX-OH with phosphatase-like properties supplies a simpler and more highly selective approach for OP assay and provides a new method for the development of CL sensors for the direct analysis of OPs in real samples.
中文翻译：
使用类磷酸酶纳米酶介导的化学发光策略直接特异性检测草甘膦
文献报道的有机磷农药（OP）传感器大多依赖于OPs对乙酰胆碱酯酶（AChE）活性的抑制作用，存在对OPs缺乏选择性识别、成本高、稳定性差等缺点。在此，我们提出了一种新的化学发光（CL）策略，用于直接检测草甘膦（一种有机磷除草剂），具有高灵敏度和特异性，该策略基于通过简单的碱溶液获得的多孔羟基氧化锆纳米酶（ZrO X -OH） UIO-66的治疗。 ZrO X -OH表现出优异的磷酸酶样活性，可以催化3-(2′-螺金刚烷基)-4-甲氧基-4-(3′-磷酰氧基苯基)-1,2-二氧杂环丁烷(AMPPD)的去磷酸化，产生强的磷酸酶活性。 CL。实验结果表明，ZrO X -OH的类磷酸酶活性与其表面羟基含量密切相关。有趣的是，由于草甘膦独特的羧基消耗了表面羟基，具有类磷酸酶特性的ZrO X -OH对草甘膦表现出独特的响应，因此被用来开发CL传感器，用于直接和选择性检测草甘膦，而无需使用生物酶。甘蓝汁中草甘膦检测的回收率为96.8%~103.0%。我们相信，所提出的基于具有类似磷酸酶特性的 ZrO X -OH 的 CL 传感器为 OP 测定提供了一种更简单、选择性更高的方法，并为开发 CL 传感器以直接分析实际中的 OP 提供了一种新方法。样品。
更新日期：2023-02-21
中文翻译：
使用类磷酸酶纳米酶介导的化学发光策略直接特异性检测草甘膦
文献报道的有机磷农药（OP）传感器大多依赖于OPs对乙酰胆碱酯酶（AChE）活性的抑制作用，存在对OPs缺乏选择性识别、成本高、稳定性差等缺点。在此，我们提出了一种新的化学发光（CL）策略，用于直接检测草甘膦（一种有机磷除草剂），具有高灵敏度和特异性，该策略基于通过简单的碱溶液获得的多孔羟基氧化锆纳米酶（ZrO X -OH） UIO-66的治疗。 ZrO X -OH表现出优异的磷酸酶样活性，可以催化3-(2′-螺金刚烷基)-4-甲氧基-4-(3′-磷酰氧基苯基)-1,2-二氧杂环丁烷(AMPPD)的去磷酸化，产生强的磷酸酶活性。 CL。实验结果表明，ZrO X -OH的类磷酸酶活性与其表面羟基含量密切相关。有趣的是，由于草甘膦独特的羧基消耗了表面羟基，具有类磷酸酶特性的ZrO X -OH对草甘膦表现出独特的响应，因此被用来开发CL传感器，用于直接和选择性检测草甘膦，而无需使用生物酶。甘蓝汁中草甘膦检测的回收率为96.8%~103.0%。我们相信，所提出的基于具有类似磷酸酶特性的 ZrO X -OH 的 CL 传感器为 OP 测定提供了一种更简单、选择性更高的方法，并为开发 CL 传感器以直接分析实际中的 OP 提供了一种新方法。样品。
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