[發明專利]用于有機磷農藥檢測的電化學生物傳感器及制備方法

在審

• 申請號: 201410467732.1
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104198559A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 丁建英;權英;陳夢玲;詹月華;陳文飛
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;李艷

技術領域

本發明涉及一種用于有機磷農藥檢測的電化學生物傳感器及制備方法。

背景技術

有機磷農藥是我國常用的農藥之一，對農作物的豐產豐收起著重要作用，但由此導致的農產品中農藥殘留及環境污染問題日益嚴重。為保障公眾的健康，各個國家都制訂了農產品和食品中農藥殘留的最大限量標準。有機磷農藥的檢測方法主要包括色譜法、分光光度法、酶抑制法、電化學法、化學發光法等。但已有的快速檢測方法已無法滿足大批量農產品和食國內外有關面品的現場快速檢測需要。其中：氣相色譜和高效液相色譜所需儀器昂貴，設備笨重，只能用于實驗室和研究機構的常規測定；薄層色譜所用儀器簡單，操作方便，可以普及，但靈敏度不高；酶抑制技術無須昂貴的儀器，操作簡便快速，但靈敏度較差，重復性、回收率還有待提高；免疫分析法具有特異性強靈敏度高、方便快捷、分析容量大、檢測成本低安全可靠等優點，且一般不需要貴重儀器，但需要專業技術人員,?應用較少，不易推廣。因此開發出簡便、快捷、靈敏的檢測技術，就顯得非常重要。

用于有機磷農藥殘留的快速檢測方法中的酶比色法與紙片速測卡法主要是基于酶抑制原理，在酶抑制試劑中加入底物和顯色劑，利用有機磷農藥對乙酰膽堿酯酶的活性抑制作用而建立起來的。我國國家標準《GB/T?5009.199─2003蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量快速檢測》就是基于固定化酶試紙片法，但這種檢測方法已經無法滿足人們對檢測速度、方便性和靈敏度的更高要求。因此研究開發靈敏、高效的檢驗檢測技術非常必要。

電化學酶傳感器將酶對特定底物有反應的特異性與電化學分析的迅速性和簡便性結合起來，從含有多種多樣的有機物生物試樣中，有選擇地把特定物質迅速測定出來。具有特異性、靈敏性度高和檢測設備相對簡單、使用方便、體系容易集成化、微型化等優點，同時無需對樣品進行復雜的前處理。電化學分析具有快捷性，酶對底物的催化具有特異性，電化學酶生物傳感器將兩者結合起來，可實現對樣品的快速、特異、靈敏的檢測。

國內已有一些有機磷農藥電化學酶傳感器的報導，如干寧將Fe3O4/Au納米復合微粒上，構建了一類新穎的快速測定有機磷和氨基甲酸酯類農藥的雙酶傳感器(AChE-ChOx/Fe304/Au?SPCEs)，檢測下限均可達0.01ug/mL,每片電極上修飾的AChE為1U,（干寧，王峰，楊欣等，采用納米修飾雙酶電極生物傳感器檢測有機膦與氨基甲酸酯類農藥，農藥學學報，2008,10(3):329-334。）；周華等碳納米管修飾的石墨電極表面制備酶生物傳感器檢測有機磷農藥，用戊二醛交聯法將酶固定于碳納米管修飾的石墨電極，其所用的AChE為0.47U，（周華，王輝先，劉登文等，基于碳納米管修飾的酶生物傳感器檢測有機磷農藥，傳感器世界，2008，8：23-26）；等。上述有機磷農藥電化學酶生物傳感器大多以玻碳、金和鉑等為基礎電極，價格昂貴，且一旦損壞很難再次使用。

另外酶傳感器在實際使用中也存在不足,?一是靈敏度、穩定性和使用壽命仍需進一步提高；二是酶活性元件在電極表面固定后容易失去活性,?這是影響酶傳感器用于走向商業應用的難點。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的之一是提供一種用于有機磷農藥檢測的電化學生物傳感器，其具有較好的穩定性、較高的靈敏度及較低的成本；本發明的目的之二是提供一種用于有機磷農藥檢測的電化學生物傳感器的制備方法，其成本較低、制備的電化學生物傳感器具有較好的穩定性和較高的靈敏度。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種用于有機磷農藥檢測的電化學生物傳感器的制備方法，在絲網印刷碳電極的表面聚合硫堇使絲網印刷碳電極上修飾有聚硫堇，將羧基化多壁碳納米管和乙酰膽堿酯酶通過殼聚糖凝膠固定于修飾有聚硫堇的絲網印刷碳電極的表面上，經干燥后制得絲網印刷酶電極，所述絲網印刷酶電極為該電化學生物傳感器的工作電極。

優選地，包括如下步驟：

A對多壁碳納米管進行羧基化處理后并制得羧基化多壁碳納米管粉末；

B將絲網印刷碳電極進行電聚合，獲得修飾有聚硫堇的絲網印刷碳電極；

C將步驟A制得的碳納米管粉末溶于殼聚糖溶液中制得羧基化多壁碳納米管和殼聚糖的混合液，將所述混合液與乙酰膽堿酯酶溶液混合后滴加到步驟B制得的修飾有聚硫堇的絲網印刷碳電極上，干燥后制得所述絲網印刷酶電極。