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编号:224004
电沉积法构建AChE/COD@AuNPs共固定化酶生物传感器差分脉冲伏安法快速检测有机磷农药
http://www.100md.com 2023年2月17日 中国食品学报 2023年第1期
酯酶,氯化,1材料与方法,1材料与试剂,2仪器与设备,3方法,2结果与分析,1固定化酶构建机制研究,2双酶生物传感器构建过程分析,3DPV法对有机磷检测体系的优化,4
     王 艳,赵 宁,李虹佳,王 悦,辛嘉英,张 娜

    (哈尔滨商业大学食品工程学院 哈尔滨 150076)

    如今,随着各种工艺生产量的提高,对农药的需求也日益增多[1-3]。 有机磷农药(OPPs)因具有高效的杀虫性和低廉的价格而被广泛使用,其是一种含矿物质元素——磷的有机化合物,将其适当地应用于农作物中,可保证农作物产量稳定[4-6]。然而,当有机磷在农作物及果蔬中残留过量时,人类食用后会导致急性中毒,还会导致癌症、突变的发生,因此,有机磷农药残留量的高效、快速检测成为近年来的研究热点[7-9]。 目前普遍采用气相色谱法[10]、高效液相色谱法[11]和快速酶抑制检测法[1]检测有机磷,然而,这些方法所用仪器昂贵,需要专业人员操作,并且易被干扰,灵敏度低,需要较复杂的有机溶剂进行前处理,不能用于现场检测[12-13]。为此,研究一种成本低,操作简单,节省时间的新型快检技术尤为重要。电化学方法具有反应迅速,使用便捷,检测准确等优点,并因灵敏度高、选择性好而备受关注[14-15]。 已成为组分分析的重要方法,并且广泛应用于环境、生物和医药领域[16]。

    天然酶在温和适宜的条件下,可以高效催化各类生物化学反应,具有高特异性、底物专一性和高选择性等特点[17-19]。 而活性易受环境影响,并且制备成本高,价格昂贵等缺陷使其应用范围受限,利用纳米材料开展酶的固定化研究是近些年的新兴技术[20-24],特别将金纳米粒子(AuNPs)作为固定化酶的载体材料,不仅可以增加固定分子数量,而且其优良的生物相容性,更有利于维持酶分子高级结构的稳定性[25-27]。 同时,AuNPs 可使传感器表面积呈指数增加,从而显著增加其催化效率[28-29]。

    本文采用电沉积法构建固定化酶生物传感器,在差分脉冲伏安(DPV)模式下开展有机磷农药的特异性、超痕量反定量检测研究(图1)。 以氯化乙酰胆碱(ATCh)为底物分子,固定化氯化乙酰胆碱酯酶 (AChE-AuNPs) 与固定化胆碱氧化酶(COD-AuNPs)水解ATCh 为基础催化反应,基于层层组装技术将固定化酶共修饰于金电极上,构建固定化酶生物传感器(AChE/COD@AuNPs-Gold Electrode),通过循环伏安法分析双酶生物传感器的构建过程,利用DPV 法确定电化学检测体系的最佳条件,考察峰电流信号下降高度与有机磷农药浓度的线性关系。 通过有机磷农药(OPP)特异性抑制氯化乙酰胆碱酯酶进行水解反应,使产物无法被氧化,电信号下降,进而实现有机磷的快速、超痕量反定量检测。该方法可以弥补目前电化学方法检测有机磷遇到的一些问题 ......

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