Angew. Chem.：钯单原子催化剂对有机磷农药毒死蜱的直接光催化检测学术资讯

来源：X一MOL资讯

毒死蜱是一种高效的有机磷农药，已被广泛用在农业中实现作物的丰产增收。然而，毒死蜱在农作物上的残留却给人们的生命健康带来了极大地威胁。即使少量的毒死蜱进入体内也会抑制神经中胆碱酯酶的活性，扰乱神经递质胆碱的正常传导，引起中毒，甚至死亡。发展高灵敏性、高选择性、简单快速的毒死蜱残留检测新方法，对食品安全评估尤为重要。

单原子催化剂 (single atom catalyst, SA catalyst) 是纳米催化领域的新秀。其催化活性位点呈现单个原子大小并分散均匀，且对活性金属的利用率更为优化，显示出了较传统纳米催化剂更加优异的性能，在电催化氧还原，氧析出, 以及光催化产氢等领域备受青睐。而在生物传感分析领域，SA catalyst仍处于研究初期。

近日，北京大学郭少军教授团队（通讯作者）首次发现毒死蜱农药分子对钯单原子催化剂(PdSA) 的光催化产氢活性具有明显的抑制作用。利用这一发现，该团队发展了一种基于PdSA的光催化传感器，成功实现了对毒死蜱残留的高灵敏检测。

图1. 基于PdSA/TiO2的光催化传感平台对毒死蜱的直接检测。a. 光催化检测毒死蜱的示意图；b. PdSA/TiO2的元素分析图（元素：Ti，Pd，O）；c. PdSA的球差电镜表征；d. PdSA和Pd纳米颗粒对毒死蜱检测灵敏度的比较；e. PdSA/TiO2单原子催化剂对不同浓度毒死蜱的光催化检测。

以TiO2为载体，PdCl42-通过原位光催化还原形成PdSA/TiO2单原子催化剂。PdSA/TiO2光催化产氢速率5倍高于Pd纳米颗粒催化剂，且具有优异的光催化稳定性。球差电镜结果显示，与Pd纳米颗粒催化剂相比，TiO2表面所负载的PdSA活性位点丰富且分散均匀。毒死蜱的加入可明显抑制PdSA/TiO2的光催化活性，降低PdSA/TiO2的光催化产氢速率。

基于此现象设计的光催化传感器对毒死蜱在0.03 ng/mL-10 μg/mL浓度范围内呈现出了良好的线性关系，达到了0.01 ng/mL的检出限。以美国环境保护署所允许的毒死蜱最大残留量10 ppb作为参照，该方法实现了对毒死蜱的高灵敏分析。

此外，以作物中常见的离子 (Na+, K+, NH4+, Ca2+, Mg2+, Cl-, NO3-, SO42-) 以及三种常见的有机磷农药 (paraoxon-ethyl, monocrotophos and dipterex) 作干扰物种，所设计的基于PdSA/TiO2的光催化传感器实现了对毒死蜱的选择性检测；并且对实际蔬菜加标样品的检测也取得了125%的平均回收率。

该方法不仅促进了单原子催化剂在生物传感领域的应用研究，也为有机磷农药毒死蜱残留的高灵敏检测提供了新的思路。

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