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随着农业生产和农药经济的飞速发展,有机磷农药作为现代农业不可缺少的生产资料被广泛使用。有机磷农药用量巨大但利用率较低,大量农药残留最终进入水体,严重破坏我国水体环境、威胁饮水安全、对人类健康造成危害。本文以有机磷水解酶（OPH）为模型酶,以毒死蜱（CP）为有机磷农药污染物代表,室温环境下在水溶液中采用共沉淀法将OPH酶嵌入到多孔纳米材料沸石咪唑骨架（ZIF-8）中,制备了OPH@mZIF-8磁性纳米晶体酶制剂。对OPH@mZIF-8复合材料进行表征分析,主要内容包括:采用扫描电子显微镜、X射线衍射、氮吸附等对OPH@mZIF-8酶制剂的进行结构分析;利用傅里叶红外光谱对OPH@mZIF-8酶制剂进行定位分析;通过热重分析、SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳和Bradford法对OPH@mZIF-8酶制剂进行定量分析;测定OPH@mZIF-8酶制剂的热稳定性、酸碱耐受性、离子耐受性;测定在不同水样品中OPH@mZIF-8酶制剂对农药毒死蜱的降解效果。本研究为水体环境中农药残留的降解提供了绿色环保经济高效的固定化方案。具体研究结果如下:1、制备OPH水解酶及OPH@mZIF-8酶制剂:本实验克隆的oph基因与报道的Pseudomonas sp.WBC-3甲基对硫磷水解酶基因（AAP06948.1）的序列具有100%相似性,成功构建表达菌株,4 L的培养量可提取约80 mg OPH水解酶,OPH酶大小约38 k Da。能够水解对硫磷和其他含P-O键的有机磷化合物,可降解甲基对硫磷、毒死蜱和对硫磷等农药。在室温环境中采用共沉淀法制备OPH@mZIF-8酶制剂,20 mg OPH游离酶可制备约180 mg酶制剂。Fe3O4磁性纳米粒子（MNP）的加入使得酶制剂粉末呈现棕色。2、OPH@mZIF-8酶制剂的表征分析:通过扫描电子显微镜（SEM）观察OPH@mZIF-8酶制剂大小约200-300 nm,呈现清晰的十二面体结构。通过X射线衍射和氮吸附法证明OPH水解酶和MNP的加入对ZIF-8的结构和结晶度没有显著影响。氮吸附法验证OPH@mZIF-8酶制剂的微孔结构,表明晶体生长过程中OPH酶和MNP被成功包埋。利用傅里叶红外光谱对OPH@mZIF-8酶制剂进行定位分析,证明OPH@mZIF-8酶制剂成功将酶包裹在ZIF-8晶体结构中。通过热重分析、Bradford法以及SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳对OPH@mZIF-8酶制剂进行定量分析,根据热重数据计算OPH酶质量占比为7.09%,根据Bradford法及电泳计算OPH@mZIF-8酶制剂的装载量为11.06%,装载效率为80%。磁性检测结果显示OPH@mZIF-8的饱和磁化强度（Ms）值为26.3 emu·g-1。3、OPH@mZIF-8酶制剂的酶学特性分析:在相同酶浓度条件下,OPH@mZIF-8酶制剂的相对活性为90%。OPH酶和OPH@mZIF-8酶制剂的Michaelis-Menten动力学参数结果显示,OPH游离酶的Km值为17.8μM,而OPH@mZIF-8的Km值为26.6μM。ZIF-8骨架对酶的包裹导致酶对底物的亲和力降低、酶的最大反应速度也有所下降。OPH@mZIF-8酶制剂具有良好的热稳定性:经过70℃高温处理1 h,与游离酶相比OPH@mZIF-8酶制剂保留了其初始活性的85%,而游离酶的活性只有其初始活性的13%。在碱性条件下（p H=10）,OPH@mZIF-8酶制剂表现出较好的稳定性。在离子耐受性方面,OPH@mZIF-8酶制剂相对于游离酶都表现出更好的稳定性。值得注意的是Fe3+存在使得游离酶活性下降了66%,但OPH@mZIF-8酶制剂仍保持较高活性。重复10个循环后OPH@mZIF-8酶制剂仍然保留有53.9%的相对活性。4、OPH@mZIF-8酶制剂的降解分析:在不同水样品中OPH@mZIF-8酶制剂相对于游离OPH酶都表现出更好的活性和稳定性。在地表水中OPH@mZIF-8酶制剂的活性和稳定性基本不受水体环境的影响。在污水中游离OPH酶受污水环境影响最多只能达到25%的降解效率,OPH@mZIF-8酶制剂仍然达到了70%。