基于磁性納米粒子的電化學(xué)H2O2生物傳感器的研究與應(yīng)用.pdf

1、有機(jī)磷農(nóng)藥在防治農(nóng)作物病蟲草害及提高作物產(chǎn)量等方面具有見效快、適應(yīng)性廣、性質(zhì)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。然而,農(nóng)藥是一類有毒有害的化學(xué)品,且不易自然降解,農(nóng)藥殘留引起的食品安全和環(huán)境污染問題也日趨嚴(yán)重,對人類生存環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重威脅。目前常規(guī)的農(nóng)殘檢測方法(如氣相色譜、液相色譜、氣-質(zhì)聯(lián)用等)設(shè)備昂貴、操作繁瑣,并且需要專業(yè)人員操作,不能用于現(xiàn)場檢測。因此,研究有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的快速靈敏檢測方法具有重要意義。有機(jī)磷農(nóng)藥

2、生物傳感器不僅具有靈敏度高、選擇性好的特點(diǎn),而且成本低廉、操作簡單、抗干擾能力強(qiáng),適用于農(nóng)殘的快速檢測,是當(dāng)今農(nóng)殘分析領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題。
　　 本文利用金包覆普魯士藍(lán)磁性納米粒子(Au@PBMNPs)及金包覆四氧化三鐵磁性納米粒子(Au@Fe3O4MNPs),在磁性碳糊電極(MCPE)上固定辣根過氧化物酶(HRP),利用PBMNPs、Fe3O4MNPs、HRP的協(xié)同催化作用,制備了一種電位型過氧化氫(H2O2)傳感器。再利用H2O

3、2傳感器檢測堿性磷酸酶(ALP)催化3-吲哚氧基磷酸酯(3-IP)水解所產(chǎn)生H2O2,進(jìn)而根據(jù)有機(jī)磷農(nóng)藥對ALP的抑制作用,實(shí)現(xiàn)對有機(jī)磷農(nóng)藥的痕量分析。檢測結(jié)果表明,所提出的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測方法簡便快捷,檢測下限較低,靈敏度高,在農(nóng)殘檢測中有一定應(yīng)用前景。論文主要有以下三部分:
　　 (1)碳糊電極在含有鄰苯二胺反應(yīng)體系中對H2O2的電位響應(yīng)基于H2O2氧化鄰苯二胺(OPD)生成2,3-二氨基吩嗪(DAP)反應(yīng),建立了一種電位法檢

4、測H2O2的新體系,研究了該體系中碳糊電極(CPEs)對H2O2的響應(yīng)性能。在最優(yōu)實(shí)驗條件下,CPEs對H2O2的線性響應(yīng)范圍為3.53×10-6mol／L～6.38×10-2 mol／L,檢測下限為1.91×10-6mol／L,工作曲線斜率為23.42mV／decade。結(jié)果表明,在所設(shè)計的新體系中,CPEs檢測下限低、靈敏度高、線性范圍較寬,電極一致性和重現(xiàn)性較好。與一般的電化學(xué)酶傳感器相比,CPEs制備方法簡單、性能穩(wěn)定、原料成本

5、低且易獲得,具有較好的應(yīng)用前景。
　　 (2)基于Au@Fe3O4MNPs、Au@PBMNPs及HRP的電位型H2O2傳感器的制備為實(shí)現(xiàn)對有機(jī)磷農(nóng)藥的的快速檢測,首先制備了快速檢測H2O2的生物傳感器。利用nanoAu分別將PBMNPs、Fe3O4MNPs包覆成性質(zhì)更加穩(wěn)定的Au@PBMNPs和Au@Fe3O4MNPs,同時以靜電引力及磁力將二者固定于MCPE表面,制備了一種快速檢測H2O2的電化學(xué)生物傳感器,利用PBMNPs、

6、Fe3O4MNPs、HRP共同催化H2O2氧化OPD,從而實(shí)現(xiàn)痕量H2O2的快速檢測。實(shí)驗結(jié)果表明,該傳感器對H2O2響應(yīng)時間非常短(<2s),線性響應(yīng)范圍為8.82×10-8～3.53×10-3mol／L,跨越6個數(shù)量級,檢測下限達(dá)8.71×10-8mol／L,具有檢測范圍寬、下限低、響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn),適合于痕量有機(jī)磷農(nóng)藥的快速檢測。
　　 (3)HRP／Au@Fe3O4／Au@PB／MCPE在有機(jī)磷農(nóng)藥快速檢測中的應(yīng)用利用上述