基于納米多孔電極快速檢測農(nóng)藥殘留的酶生物傳感器研究.pdf

1、有機(jī)磷類(OPs)和氨基甲酸酯類(CBs)農(nóng)藥是兩類高效的化學(xué)殺蟲劑，被廣泛應(yīng)用于蔬菜、瓜果等農(nóng)作物病蟲害的預(yù)防與治理，但由于此兩類殺蟲劑的濫用、亂用，導(dǎo)致許多農(nóng)作物中農(nóng)藥殘留量超標(biāo)，嚴(yán)重威脅人類的安全。鑒于OPs和CBs農(nóng)藥對乙酰膽堿酯酶(AChE)具有特殊的抑制作用，研究AChE生物電化學(xué)傳感器以實現(xiàn)高效、快速、準(zhǔn)確、便捷地檢測農(nóng)藥殘留量具有重要意義?；诒菊n題組創(chuàng)新性提出的納米多孔電化學(xué)傳感器制備的思路，本論文擬應(yīng)用納米多孔碳糊電

2、極構(gòu)建AChE傳感器檢測農(nóng)藥殘留。在創(chuàng)建AChE生物電化學(xué)傳感器的過程中，對以納米碳酸鈣(CaCO3)微球為模版的納米多孔電極進(jìn)行了制備及條件優(yōu)化的探討；采用納米金作為信號放大元；對酶的固定進(jìn)行了研究并優(yōu)化了實驗參數(shù)；系統(tǒng)地探討了所制備的以納米多孔電極為基體電極的酶生物電化學(xué)傳感器對碘化乙酰硫代膽堿(ATChI)的電化學(xué)行為；并將制備好的AChE生物電化學(xué)傳感器用于OPs及CBs農(nóng)藥殘留的檢測，效果顯著。本論文主要研究內(nèi)容如下：

3、　　1.納米多孔碳糊電極的制備及其電化學(xué)行為。以石墨粉為填料，吡咯為前驅(qū)體，納米CaCO3微球為模板直接誘導(dǎo)合成，制備出一種高靈敏度的納米多孔碳糊電極，討論了石墨粉與納米CaCO3微球質(zhì)量比對電極性能的影響。結(jié)果表明，以粒徑為60～80nm的CaCO3微球為模板，當(dāng)納米CaCO3微球與石墨粉的質(zhì)量比為1:1.5時，納米多孔碳糊電極的比表面積可高達(dá)923.5m2/g。以循環(huán)伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)研究其電化學(xué)行為，結(jié)果表明，納米

4、多孔碳糊電極較純碳糊電極電化學(xué)性能好，靈敏度高，穩(wěn)定性和重現(xiàn)性好。在電化學(xué)分析與檢測方面有著非常重要的意義。
　　2.AChE修飾的納米多孔生物電化學(xué)傳感器的構(gòu)建及其電化學(xué)行為。以殼聚糖(CS)為交聯(lián)劑，Nafion-甲醇溶液為保護(hù)劑，金納米粒子(GNPs)為信號放大元，以上述自制的納米多孔碳糊電極為基體電極構(gòu)建一種新型的AChE修飾的納米多孔生物電化學(xué)傳感器，并以碘化乙酰碘代膽堿(ATChI)為底物，研究了該電極的電化學(xué)行為。實

5、驗結(jié)果表明，在1.0×10-4～1.0×10-7M范圍內(nèi)，其線性方程為y=1.2178x+13.7429，線性相關(guān)系數(shù)R=0.998，檢測限為1.0×10-8M。實驗結(jié)果表明，該傳感器具有靈敏度高，穩(wěn)定性及重復(fù)性好，抗干擾能力強(qiáng)，電流強(qiáng)度大等優(yōu)良性能，且其制備過程簡單、方便、污染小，具有很好的實用價值。
　　3.AChE納米多孔生物電化學(xué)傳感器應(yīng)用于OPs及CBs農(nóng)藥殘留檢測。將上述制備的傳感器應(yīng)用于甲基對硫磷、西維因、馬拉松的檢

6、測。實驗結(jié)果表明：檢測甲基對硫磷的線性范圍為1.0×10-8～1.0×10-14g/mL，檢測限為5.0×10-15g/mL；檢測馬拉松線性濃度在1.0×10-10～1.0×10-13g/mL范圍內(nèi)，檢測限為5.0×10-13g/mL；西維因的濃度在1.0×10-7～5.0×10-10mg/mL和1.0×10-10～1.0×10-13mg/mL范圍內(nèi)，檢測限為5.0×10-14mg/mL。該傳感器應(yīng)用于農(nóng)藥檢測的線性范圍寬、檢測限低，為