[發(fā)明專利]一種用于有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110203379.2
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102890112A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王丹;張鵬;王瑾;何丹農(nóng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48
• 代理公司: 上海東方易知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種酶化學(xué)傳感器，具體是一種用于有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器及制備方法。?

背景技術(shù)

有機磷農(nóng)藥主要指磷酸酯，硫逐磷酸酯，磷酰胺酯類有機磷化合物，因其殺蟲效率高，對植物的藥害小，在環(huán)境中持久性低等特點，成為我國目前最常用的一類農(nóng)藥，在各種農(nóng)作物尤其是蔬果中得到廣泛的應(yīng)用。但是，長期大量使用的有機磷農(nóng)藥殘留在環(huán)境中，對水體、土壤等都會造成嚴(yán)重的污染，殘留農(nóng)藥隨著食物鏈進(jìn)入人體體內(nèi)，能夠抑制人體內(nèi)膽堿酯酶的活性，造成神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)——乙酰膽堿的代謝混亂，引起各類急性、慢性中毒情況，如運動失調(diào)、昏迷、癱瘓甚至死亡。因此對有機磷農(nóng)藥進(jìn)行及時、準(zhǔn)確、靈敏的監(jiān)控和檢測，成為亟待解決的迫切問題。

傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留檢測方法主要有：氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、高效液相色譜法、光譜法、免疫分析法、化學(xué)發(fā)光法等。盡管能比較準(zhǔn)確地檢測農(nóng)藥的殘留量，但是存在設(shè)備昂貴，樣品前處理方法繁瑣、分析周期長等缺點。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種快速、靈敏、簡便的有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器。本傳感器是基于生物識別的高度專一性和納米材料對電化學(xué)檢測信號的放大作用，將生物化學(xué)、納米材料、傳感技術(shù)三者相結(jié)合，構(gòu)建了新型復(fù)合納米材料修飾的酶傳感器。

本發(fā)明提供一種用于有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器，包括：生物酶層、納米粒子層和電極基體，其中生物酶溶液滴涂在納米粒子層上，納米粒子溶液滴涂在電極基體上。

其中所述的納米粒子為Au-SiO₂；所述的電極基體為玻碳材質(zhì)的電極基體；所述的酶溶液為乙酰膽堿酶和殼聚糖醋酸溶液。

本發(fā)明提供一種用于有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：Au-SiO₂納米粒子的制備

取二氧化硅粉末超聲分散于二次蒸餾水中，加入檸檬酸鈉溶液，邊攪拌邊緩慢加入鹽酸羥氨和氯金酸，攪拌，即得到Au-SiO₂復(fù)合納米粒子的分散溶液；

第二步：用于有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器的制備

首先將玻碳電極進(jìn)行拋光處理后在二次蒸餾水中超聲清洗；接著依次在丙酮、氫氧化鈉溶液、硝酸和二次蒸餾水中超聲清洗；

清洗后的玻碳電極放入磷酸鹽緩沖溶液中，在-0.2V～＋2.0V的電位范圍內(nèi)以10－50mV/s的掃描速率進(jìn)行循環(huán)掃描處理10～100min；

取出玻碳電極用二次蒸餾水中超聲清洗，然后將玻碳電極置于0.5?mol/L的硫酸溶液中掃描至得到穩(wěn)定的循環(huán)伏安圖；

取2?μL~20?μL?Au-SiO₂納米粒子分散溶液滴涂在晾干的裸玻碳電極表面，自然晾干，將1?μL~20?μL的AChE(100?U/mL)與等體積的0.5?mg/mL~5?mg/mL殼聚糖醋酸溶液混合均勻，并取混合溶液1?μL~20?μL滴涂在修飾了納米粒子的電極上，自然晾干，即得用于有機磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器。

第一步中所述的二氧化硅粉末平均直徑是20nm~200nm；所述的二次蒸餾水是兩次蒸餾后得到的純水；所述的檸檬酸鈉溶液濃度為0.05?mol/L~1?mol/L；所述的鹽酸羥氨溶液濃度為0.05?mol/L~1?mol/L；所述的氯金酸質(zhì)量濃度為0.5%~10%；所述的攪拌時間是為5~30小時。

第二步中所述的拋光處理為以金相砂紙和細(xì)度為0.3???m的氧化鋁粉末在麂皮上拋光至鏡面；所述的氫氧化鈉溶液質(zhì)量濃度為50%的氫氧化鈉溶液；所述的硝酸體積濃度為50%的硝酸；所述的磷酸鹽緩沖溶液為磷酸根濃度為0.2?mol/L的磷酸二氫鉀和磷酸氫二鈉溶液，利用磷酸調(diào)節(jié)不同的pH值；所述的循環(huán)掃描處理是指將工作電極、參比電極和輔助電極分別與電化學(xué)系統(tǒng)相連，以一定的掃描速率在設(shè)定的電壓范圍中進(jìn)行循環(huán)電位掃描。

本發(fā)明通過以下步驟進(jìn)行檢測：

乙酰膽堿酯酶催化底物硫代乙酰膽堿（ATCh）水解，生成產(chǎn)物硫代膽堿和醋酸，硫代膽堿在特定電位下易被氧化，產(chǎn)生電流，電流信號大小與硫代膽堿濃度成線性關(guān)系。

利用CHI832型電化學(xué)系統(tǒng)記錄下在+0.6V下AChE/Au-SiO₂/GCE傳感器對不同濃度ATCh的i-t響應(yīng)和工作曲線；