基于生物傳感器技術檢測蔬菜中農藥殘留的研究.pdf

1、有機磷農藥(OPs)與氨基甲酸酯類農藥具有良好的殺蟲、除草作用，是農業(yè)上廣泛使用的兩類農藥。他們在農業(yè)生產中發(fā)揮重要作用，推進了農業(yè)的現(xiàn)代化進程。同時，農藥的旌用也節(jié)省了大量勞動力。農藥的產量與使用量也呈逐年上升趨勢。另一方面，農藥的廣泛使用致使一些負面影響隨之而來。農藥殘留超標對人體健康、環(huán)境及農產品貿易帶來重大隱患。氨基甲酸酯類農藥及有機磷類農藥都會對乙酰膽堿酯酶(AChE)產生抑制作用。AChE是催化乙酰膽堿(ATCh)水解的酶。

2、AChE活性被抑制，致使ATCh不被水解，ATCh累積增多而出現(xiàn)中毒癥狀。因此，農產品中的農藥殘留對人體健康帶來嚴重威脅。另外，這兩類農藥使用后降解周期長，對環(huán)境帶來嚴重影響。我國農產品出口貿易也受到農藥殘留的嚴重影響。因此，嚴格規(guī)范農業(yè)生產中農藥的使用，并建立有效的農藥殘留快速檢測方法具有重要意義。生物傳感器是近年來迅速發(fā)展起來的農藥殘留快速檢測方法。由于其制備過程簡單快速、檢測成本低、靈敏度高，具有良好的發(fā)展應用前景。酶生物傳感器與

3、免疫傳感器是兩類具有代表性的能夠用于農藥殘留快速檢測的生物傳感器。本文主要研究制備了兩種酶生物傳感器與一種免疫傳感器，并將其用于蔬菜中農藥殘留檢測。該方法操作簡便、檢測快速、靈敏。具體研究內容主要包括以下三方面:
　　1.基于有機磷農藥及氨基甲酸酯類農藥對AChE的抑制作用，利用碳納米球(CNS)將AChE包埋在玻碳電極(GCE)表面，制備AChE/CNS/GCE生物傳感器。選用殺螟松與呋喃丹作為有機磷類農藥及氨基甲酸酯類農藥的代

4、表進行試驗。以氯化硫代乙酰膽堿(ATChCl)為底物，建立AChE/CNS/GCE生物傳感器檢測蔬菜樣品中農藥殘留。根據(jù)傳感器檢測底物水解產生的響應電流值，對影響試驗的一些因素進行優(yōu)化。在最佳試驗條件下，該傳感器對殺螟松和呋喃丹的檢測限分別為2.61μg/L與0.082μg/L，線性范圍分別為6.26-125.31μg/L與0.40-4.79μg/L。傳感器制備過程簡單，對農藥檢測靈敏度高，為農藥殘留檢測提供了一種簡便方法。
　　

5、2.基于草甘膦農藥對多酚氧化酶(PPO)的抑制作用，構建一種能夠快速檢測蔬菜樣品中草甘膦含量的PPO/CNS/GCE生物傳感器。利用多酚氧化酶構建生物傳感器檢測農藥殘留的報道尚不多見。相比于AChE，PPO具有來源廣、制備簡單、成本低等優(yōu)勢。利用CNS將PPO包埋在電極表面，CNS以其較大的比表面積與良好的生物相容性，促進了電極表面PPO的固定。利用制備好的PPO/CNS/GCE生物傳感器對草甘膦進行檢測，線性范圍為0.85-10.20

6、μg/L，檢測限0.60μg/L。對蔬菜樣品進行檢測的添加回收率在86.20％-111.10％。該傳感器制備簡單、快速、成本低、對農藥殘留檢測準確性好。
　　3.基于呋喃丹抗體（Anti-carbofuran，Ab）與呋喃丹(Carbofuran)農藥之間的免疫反應，建立自組裝免疫生物傳感器檢測農藥殘留。金納米粒子(AuNPs)以其較大的比表面積、較好的生物相容性、及其對電子傳遞速度的促進作用，廣泛應用于環(huán)境、食品、生物等領域。本

7、章以海藻酸鈉(SA)作交聯(lián)劑，采用電沉積方法在電極表面修飾AuNPs粒子。然后，將Ab固定在電極表面。最后，用牛乳血清蛋白(BSA)封閉Ab的非特異性結合位點。利用制備好的BSA/Ab/AuNPs/SA/GCE生物傳感器檢測呋喃丹含量。電極表面呋喃丹抗體與溶液中的呋喃丹分子結合，在電極表面形成共軛生物膜，使電極阻抗增大，阻礙電極表面電子傳遞，檢測鐵氰化鉀氧化還原反應電流減小。根據(jù)反應前后電流的差值求出呋喃丹含量。該傳感器對呋喃丹農藥的檢