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关键词：
Fe3O4/Au纳米微粒,纳米,乙酸胆碱酯酶,胆碱氧化酶,氨基甲酸酯
发表时间：
2012-06-17 10:56:27
采用纳米修饰双酶电极生物传感器检测有机膦与氨基甲酸酯类农药
徐沛涵 | -> | 852| 0| 531.689MB |Fe3O4/Au纳米微粒,纳米,乙酸胆碱酯酶,胆碱氧化酶,氨基甲酸酯
摘 要: 同时固定乙酸胆碱酯酶( AC hE ) 及胆碱氧化酶( C hOx )于组装在丝网印刷电极表面的Fe3O4 /Au纳米复合微粒上, 构建了一类新颖的快速测定有机磷和氨基甲酸酯类农药的双酶传感器
(AC hE-C hO x /Fe3O4 /A u SPCE s)。该双酶传感器电流响应在乙酸胆碱浓度为0. 5~ 12. 5 mm o l/L之间呈良好线性关系(R 2 = 0. 998)。其对克百威(氨基甲酸酯类农药)和敌敌畏(有机磷类农药)的检测范围在0. 05~ 1. 00 Lg /mL 之间均呈良好线性关系(R2 = 0. 977) , 检测下限均可达0. 01 Lg /mL。应用于实际样品白菜的添加回收率在95%~ 110% 之间, 与传统的生化法相比具有良好相关性。此外该传感器成本低、制备容易、可抛弃, 有望用于氨基甲酸酯和有机磷类农药的现场大规模筛测。
(AC hE-C hO x /Fe3O4 /A u SPCE s)。该双酶传感器电流响应在乙酸胆碱浓度为0. 5~ 12. 5 mm o l/L之间呈良好线性关系(R 2 = 0. 998)。其对克百威(氨基甲酸酯类农药)和敌敌畏(有机磷类农药)的检测范围在0. 05~ 1. 00 Lg /mL 之间均呈良好线性关系(R2 = 0. 977) , 检测下限均可达0. 01 Lg /mL。应用于实际样品白菜的添加回收率在95%~ 110% 之间, 与传统的生化法相比具有良好相关性。此外该传感器成本低、制备容易、可抛弃, 有望用于氨基甲酸酯和有机磷类农药的现场大规模筛测。
传统的瓜果蔬菜中农药残留分析通常采用气相或液相色谱法, 耗时往往长达10 多个小时, 步
骤繁琐且仪器昂贵, 只适合对少量样品的检测[ 1~ 3 ] 。随着人们对食品安全的要求越来越高, 发展新的快速、自动、价廉、可实时在线及大批量地检测蔬菜中农药残留的方法和技术具有极其重要的意义。电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强及易于自动化等优点, 非常适合于大批量农药残留的初步筛查[ 4, 5 ] 。有机磷及氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶的活性有抑制作用, 在一定条件下, 其抑制率取决于农药种类及其浓度。ZHAO等[ 7] 利用基于乙酰胆碱酯酶抑制技术的电化学生物传感器, 实现了对有机磷和氨基甲酸盐类农药的检测, 并与传统技术进行了比较, 指出该技术更适合对环境中有害物质的快速检测。然而该类传感器在实际使用中也存在不足, 一是灵敏度、稳定性和使用寿命仍需进一步提高, 成本较昂贵; 二是酶探针在电极表面固定后容易失去活性, 这是影响酶传感器用于农药残留检测并走向商业应用的难点, 此前一直未得到很好解决[ 5] 。
近年来有关纳米修饰电极在生物传感器中的应用研究十分活跃[ 6] 。其中Fe3O 4 纳米粒子应用于生物探针分子固定具有显著的优点: ¹ 增加电极电子传递界面表面积; º 加强生物探针分子氧化还原中心与电极表面的导电特性, 从而显著提高传感器灵敏度。纳米金胶在固定生物分子时具有良好的兼容性, 可长期保持其活性[ 7, 8] 。笔者曾采用组装型Fe3O4 /A u 胶复合纳米颗粒[ 9] 构造了安培免疫传感器, 灵敏度高、生物探针不易失活, 在诊断膀胱肿瘤中取得了良好效果。
骤繁琐且仪器昂贵, 只适合对少量样品的检测[ 1~ 3 ] 。随着人们对食品安全的要求越来越高, 发展新的快速、自动、价廉、可实时在线及大批量地检测蔬菜中农药残留的方法和技术具有极其重要的意义。电化学生物传感器具有灵敏度高、特异性强及易于自动化等优点, 非常适合于大批量农药残留的初步筛查[ 4, 5 ] 。有机磷及氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶的活性有抑制作用, 在一定条件下, 其抑制率取决于农药种类及其浓度。ZHAO等[ 7] 利用基于乙酰胆碱酯酶抑制技术的电化学生物传感器, 实现了对有机磷和氨基甲酸盐类农药的检测, 并与传统技术进行了比较, 指出该技术更适合对环境中有害物质的快速检测。然而该类传感器在实际使用中也存在不足, 一是灵敏度、稳定性和使用寿命仍需进一步提高, 成本较昂贵; 二是酶探针在电极表面固定后容易失去活性, 这是影响酶传感器用于农药残留检测并走向商业应用的难点, 此前一直未得到很好解决[ 5] 。
近年来有关纳米修饰电极在生物传感器中的应用研究十分活跃[ 6] 。其中Fe3O 4 纳米粒子应用于生物探针分子固定具有显著的优点: ¹ 增加电极电子传递界面表面积; º 加强生物探针分子氧化还原中心与电极表面的导电特性, 从而显著提高传感器灵敏度。纳米金胶在固定生物分子时具有良好的兼容性, 可长期保持其活性[ 7, 8] 。笔者曾采用组装型Fe3O4 /A u 胶复合纳米颗粒[ 9] 构造了安培免疫传感器, 灵敏度高、生物探针不易失活, 在诊断膀胱肿瘤中取得了良好效果。
传感器常见电极材料为玻碳、金和铂等, 价格昂贵且一旦损坏很难再次使用。而丝网印刷碳电极( SPC E s)成本低、可实现规模生产、一次使用后可抛弃, 是降低传感器制作成本的重要选
择[ 10~ 12 ] 。本研究创新性地选用SPCE s作为工作电极, 在其表面负载Fe3O4 /A u胶颗粒, 进而吸附乙酸胆碱酯酶( AChE ) 及胆碱氧化酶( C hO x ) , 制备了步骤简单、可抛弃、灵敏快速的双酶电极, 尝试用于农药残留检测, 以克百威和敌敌畏分别作为氨基甲酸酯及有机磷类农药的代表, 探讨了该类双酶传感器用于农药实际测定的可行性。
择[ 10~ 12 ] 。本研究创新性地选用SPCE s作为工作电极, 在其表面负载Fe3O4 /A u胶颗粒, 进而吸附乙酸胆碱酯酶( AChE ) 及胆碱氧化酶( C hO x ) , 制备了步骤简单、可抛弃、灵敏快速的双酶电极, 尝试用于农药残留检测, 以克百威和敌敌畏分别作为氨基甲酸酯及有机磷类农药的代表, 探讨了该类双酶传感器用于农药实际测定的可行性。
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