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检测有机磷农药电流型乙酰胆碱酯酶生物传感器的研究

高慧丽  
【摘要】:乙酰胆碱酯酶生物传感器广泛应用于有机磷农药的测定。由于乙酰胆碱酯酶能够选择性的催化底物水解,且其催化活性能被有机磷农药所抑制,利用这一特性可制成用于测定有机磷农药含量生物传感器。为了提高传感器的灵敏度,通常在制备传感器时,往基础电极上修饰某种电化学催化剂,以增强传感器对底物的响应信号。 本文合成了酞菁钴(Ⅱ)(CoPc)、4,4′,4′′,4′′′-四氨基酞菁钴(CoTAPc),利用元素分析、富立叶红外吸收光谱和紫外可见吸收光谱验证了金属酞菁的分子结构。电聚合4,4′,4′′,4′′′-四氨基钴酞菁于玻碳电极的表面,制备聚钴酞菁修饰玻碳电极(p-CoTAPc/GC)检测半胱氨酸的响应信号,该电极对半胱氨酸的氧化呈现出较好的电催化性质。 应用酞菁钴聚合膜修饰电极作为检测硫代胆碱的传感器,采用乙酰胆碱酯酶通过戊二醛交联的方法固定在醋酸纤维膜上,酶膜再用O 型圈固定于p-CoTAPc/GC,制备了可用于检测有机磷农药的电流型生物传感器,并确定了此生物传感器的最佳工作条件。用该传感器检测硫代胆碱的线性范围为5.0 ×10~(-2) ~1.2 mmol/L (γ=0.993)。有机磷农药(对硫磷、乐果)在1.0 ×10~(-9) ~1.0 ×10~(-6)mol/L 浓度范围内与抑制百分率呈线性关系。检测限分别可达7.0 ×10~(-10) mol/L 、2.6 ×10~(-10)0mol/L。当发生了比较强的抑制作用时,可用N-一氯甲烷-2-醛肟基吡啶(2-PAM)使乙酰胆碱酯酶的活性得到恢复。 利用溶胶——凝胶法将乙酰胆碱酯酶固定在醋酸纤维膜上,再将酶膜固定在p-CoTAPc/GC,制备了可应用于有机磷农药测定的生物传感器,并对传感器的制备条件、工作条件进行了优化。采用计时安培法对有机磷农药(对硫磷、辛硫磷、氧乐果)进行检测,检测限分别可达10~(-9)mol/L、10~(-9)mol/L 和10~(-8)mol/L. 采用氨基二氧化硅颗粒固定乙酰胆碱酯酶,7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷做电化学催化剂,加入到石墨粉、环氧树脂混合物中制备可用于检测有机磷农药的生物碳糊电极。对碳糊电极的制备条件进行了优化,应用于有机磷农药的检测。该电极检测有机磷农药的线性范围1.0 ×10~(-10) ~1.0 ×10~(-4)mol/L。对实际样品分析获得较好的回收率和重现性结果。


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