基于石墨烯/纳米银/羧化壳聚糖构建乙酰胆碱酶生物传感器用于有机磷农药的检测
近年来随着农林业农药的滥用,部分农药残留在环境中来不及分解,造成了国内土壤、水体严重污染.有机磷(Ops)农药由于诸多优点是目前国内用途最为广泛的一类农药,因此其超标问题更为突出,对人类健康存在着潜在的威胁,因此构建有机磷农药残留的快速、准确的监控与检测方法就显得十分必要.较之其常规的检测方法而言,如高效液相色谱(HPLC)法、气相色谱(GC)法、气相色谱-质谱(GC-MS)法等,由于电化学生物传感器具有高的选择性、灵敏度,能快速响应且操作简单,适合农药的现场检测,因此基于乙酰胆碱酶(AChE)抑制型电化学传感器的研究受到了广泛的重视,该传感器的主要原理是基于农药对生物活性酶的不可逆抑制作用,通过检测AChE催化水解氯化乙酰硫代胆碱(Acetylthiocholine chloride,ATCl)产生硫代胆碱氧化电流的大小,实现痕量有机磷农药的检测。本文采用改进的Hummers法制备石墨烯，柠檬酸钠还原法制备纳米银，将羧基化壳聚糖(Carboxylation chitosan, CChi)与AChE通过琥珀酰亚胺偶联方法交联。然后通过层层自组装技术将GR、纳米银(AgNPs以及CChi交联的AChE依次修饰到玻碳电极表面，构建了GCE/GR/AgNPs/CChi@AChE生物传感器，并实现对辛硫磷农药的快速灵敏检测。在该电化学传感器中，GR提供了一个较大的比表面积以及反应物质的快速扩散与传递，AgNPs为AChE提供了电子传导，较好的生物相容性及促进硫代胆碱的氧化。该传感器所固定的AChE对底物硫代乙酰胆碱(ATCh)具有很好的电化学响应，当农药分子对酶进行抑制之后电化学信号减弱，从而实现对辛硫磷杀虫剂分子进行检测。在最佳优化实验条件下，采用循环伏安法对不同修饰电极的电化学行为进行了表征，结果表明GR/AgNPs/CChi@AChE修饰玻碳电极能有效的提高该电极的电化学响应能力。该传感器由于纳米材料间的协同作用，充分发挥了各种材料功效，使得传感界面能有效的保持酶的活性，具有检测线性范围宽、灵敏度高、检测限低等优点，从而为构建有机磷农药传感器和纳米复合材料修饰电极提供了一种新方法。
生物传感器 乙酰胆碱酶 制备工艺 有机磷农药 痕量检测
杨忠明 刘红军 谢金伶 肖世秀 李海珍 张艳丽
云南民族大学,民族药资源化学国家民委-教育部重点实验室,云南,昆明,650500
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2014-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）