蔬菜有机磷农药残留快速检测仪的研制

【摘要】：杀虫剂对于农业的增产保收具有非常重要的作用。随着有机氯农药的全面禁用,有机磷农药因其低残留、易水解的特性而被广泛使用,现在登记注册的有机磷农药已经有100多种。有机磷农药在食物中特别是在蔬菜中的残留对人类身体健康的潜在危害引起了人们的广泛关注。目前测量农药残留主要采用色谱法,其中气相色谱法是有机磷农药最通用的方法,该法虽然准确可靠,但耗时长、成本高,不适合现场检测。在农药残留检测中,仍需要快速、灵敏、选择性高、实用的检测设备。酶传感器在此方面具有较好的开发优势。 生态毒理学的研究表明,有机磷农药的毒性作用主要归因于对动物乙酰胆碱酯酶(AChE)的抑制,而且在一定的浓度范围内,有机磷农药与AChE的活性之间存在良好的剂量—效应关系。这是基于AChE的酶传感器监测有机磷农药的理论基础。 不同生物来源的AChE对有机磷农药具有不同的敏感性。因此,为了制备灵敏检测蔬菜中微量有机磷农药的酶传感器,首先需要筛选出对目标农药能够产生敏感响应的动物AChE。本研究比较了三种不同来源(电鳗电器官、鲅鱼脑、家蝇)的AChE对四种有机磷农药(马拉硫磷、甲基对硫磷、辛硫磷、毒死蜱)的敏感性,发现,对于马拉硫磷和甲基对硫磷而言,AChE敏感性顺序为:电鳗电器官鲅鱼脑家蝇;而对于毒死蜱和辛硫磷而言,AChE敏感性顺序则为:家蝇电鳗电器官鲅鱼脑。综合考虑酶对四种农药的敏感性,来自电鳗电器官的AChE是较为理想的指示有机磷农药的敏感酶,适于作为制作酶传感器识别元件的生物材料。 酶的固定化是制作酶传感器的核心技术。固定化酶的质量好坏直接影响到酶传感器的稳定性、灵敏度和选择性及其应用价值。本研究采用两种方法对电鳗电器官的AChE进行固定:一种是以凝胶(CNBr-Sepharose 4B)为载体的共价键合法;另一种是以氨基化的可控孔度的硅珠(Aminopropyl-CPG)为载体的戊二醛交联法。以酶活性回收率和保存时间等指标对固定效果进行比较,然后在流动注射系统中通过测定酶促反应的产生的电位峰值对两种固定化酶的稳定性和工作寿命进行评价。实验发现,对同等活力的溶液酶进行固定,戊二醛交联法所得到的固定化酶的活力回收率比共价键合法低10%左右,两者的有效保存期也相差不大,但是就酶活力稳定性和工作寿命而言,硅珠交联法所得到的固定化酶则明显优于凝胶共价键合法所制备的固定化酶,这种方法制备的固定