Au納米粒子或MnO2納米片在農(nóng)藥比色檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、有機(jī)磷農(nóng)藥的使用極大地促進(jìn)了農(nóng)林牧業(yè)的發(fā)展，但也不可避地造成了其在水、土壤及果蔬中的大量殘留，對(duì)人類的健康與生存構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為了控制農(nóng)藥的使用，發(fā)展快速、靈敏、簡易的有機(jī)磷農(nóng)藥的分析檢測方法是十分必要的。本論文結(jié)合納米材料和生物技術(shù)，基于農(nóng)藥靶向酶乙酰膽堿酯酶與有機(jī)磷農(nóng)藥作用前后活性的變化，發(fā)展了兩種可實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥可視化檢測的分析方法。論文的主要內(nèi)容如下:
　　一、基于金納米粒子(AuNPs)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的紙上比色檢測方法的

2、研究
　　該體系利用金納米粒子(AuNPs)在十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)存在下與三價(jià)金離子的氧化還原反應(yīng)和金納米粒子的強(qiáng)可見光吸收能力，基于農(nóng)藥靶向酶乙酰膽堿酯酶(AChE)與農(nóng)藥反應(yīng)前后的活性變化，發(fā)展了一種可用于有機(jī)磷農(nóng)藥高靈敏檢測的紙上比色方法。本方法的檢測原理為:當(dāng)體系中存在有機(jī)磷農(nóng)藥時(shí)，有機(jī)磷農(nóng)藥會(huì)抑制靶向酶AChE的活性，使其產(chǎn)生的硫代膽堿(TCh)的量減少。由于酶底物硫代乙酰膽堿(ATCh)的還原能力較弱，無法

3、消耗掉體系中的三價(jià)金離子，此時(shí)體系中大量的三價(jià)金離子在CTAB的存在下將與粉紅色的金膜發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無色的一價(jià)金離子，伴隨試紙顏色從紅色到試紙本色（白色）的變化。而當(dāng)體系中無有機(jī)磷農(nóng)藥存在時(shí)，AChE的活性較高，可以分解底物生成大量的具有還原性的TCh，從而消耗掉體系中的三價(jià)金離子，使試紙上的納米金可以穩(wěn)定存在，保持金膜試紙的粉紅色。該檢測過程可通過紫外可見吸收光譜和透射電鏡照片進(jìn)行監(jiān)測。在最優(yōu)條件下，7 ppb的對(duì)硫磷、0.0

4、3 ppm的敵敵畏和0.07 ppm殺螟松均可引起試紙顏色明顯的變化。本方法不需借助任何儀器，通過肉眼觀察反應(yīng)前后金膜的顏色變化即可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥含量的測定，因此具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　二、基于二氧化錳(MnO2)納米片對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的比色檢測方法的研究
　　基于MnO2納米片與硫代膽堿的氧化還原反應(yīng)和MnO2納米片在反應(yīng)前后顏色的變化，我們發(fā)展了一種可用于對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的比色分析方法。棕黃色的MnO2納米片通過溶膠凝膠法

5、制備，透射電鏡圖片顯示所得納米材料為片狀結(jié)構(gòu)。該納米片中Mn的價(jià)態(tài)為四價(jià)，因此具有一定的氧化能力，可以被有機(jī)磷農(nóng)藥靶向酶AChE的水解產(chǎn)物硫代膽堿(TCh)還原生成無色的Mn2+。因此，基于乙酰膽堿酯酶在與有機(jī)磷農(nóng)藥作用前后活性的變化和由此引起的MnO2納米片溶液顏色由土黃色到無色的變化，我們發(fā)展了可一種可用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的比色分析方法。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，濃度為ppb數(shù)量級(jí)的有機(jī)磷農(nóng)藥即可引起MnO2納米片溶液顏色的變化。該方法操作簡