乙酰胆碱酯酶生物传感器及其研究进展

本实验介绍了乙酰胆碱酯酶生物传感器的基本原理,组成与分类。重点介绍了近年来国内外乙酰胆碱酯酶固定化技术和乙酰胆碱酯酶生物传感器研究进展,并分析了未来乙酰胆碱酯酶生物传感器的发展趋势。     

碳纳米管/乙酰胆碱酯酶电化学生物传感快速检测有机磷农药残留

有机磷属于神经毒物,能够抑制血液和组织中乙酰胆碱酯酶(ACh E)的活性。水溶液中的氯化硫代乙酰胆碱(ATCl)在ACh E催化下水解形成巯基胆碱(TCl),TCl在电极表面氧化,可以检测到较大的电流信号。有机磷的存在,降低ACh E活性的同时,使得催化水解产生的TCl电化学信号减小。鉴于此原理,研究构建了碳纳米管/聚4-(2,5-二噻吩-1-吡咯)苯胺/乙酰胆碱酯酶电化学传感器(ACh E/p-DSPAB/FMWNTs),对溶液的有机磷进行定量分析。电极MWNTs修饰量为1.0μg/cm2,电极ACh E固载量为1.5U。最佳条件下,以3.0 ng/m L氯化硫代乙胆碱(ATCl)为底物,在5.0 m L 50 mmol/L PBS(p H=7.0)溶液中,采用微分脉冲伏安法进行测定,电位增量0.006 V、脉冲幅度0.05 V、脉冲宽度0.1 V、脉冲间隔0.1 s。传感器对有机磷检测线性范围为3.00 ng/m L~90.00ng/m L,最低检测限为1.00 ng/m L(S/N=3)。与高效液相色谱法相比,该法具有简便、准确、快速、样品预处理简单等优点。     

基于功能化多壁碳纳米管的乙酰胆碱酯酶生物传感器制备

将功能化多壁碳纳米管(FCNTs)结合壳聚糖(CHIT)和戊二醛(GTA)导电聚合物形成凝胶溶胶,将该凝胶溶胶悬滴在玻碳电极(GCE)表面制得FCNTs-CHIT-GTA/GCE电极,结合自制的乙酰胆碱酶膜生成一种反应灵敏、快速、稳定、用于检测有机磷农药的电流型生物传感器。结果表明：该传感器具有出峰电位低、峰流值高、电子传递速率高、阻抗值小等优点,在研究不同浓度敌敌畏对酶抑制率的关系时,得到的关系曲线线性良好,最低检出限为20ng/L。该传感器适用于有机磷农药残留跟踪检测。     

化学发光生物传感器法测定食品中有机磷与氨基甲酸酯类农药残留

目的 构建一种用于检测食品中有机磷与氨基甲酸酯类农药残留的高灵敏度生物传感器, 建立一种用于测定食品中两类农药残留的新方法。方法 以固定化乙酰胆碱酯酶(AChE)为识别元件与底物碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)特异性反应, 采用微流控芯片与化学发光仪作为检测元件, 以鲁米诺与铁氰化钾作为化学发光体系, 通过流动注射分析法来检测农药残留。结果 当有机磷类农药辛硫磷、敌敌畏、乐果浓度范围分别在0.1~10、0.08~10、0.8~15 μg/mL时, 相关系数分别为0.9923、0.9903、0.9904, 检出限分别为0.047、0.054、0.388 μg/mL; 当氨基甲酸酯类农药克百威、西维因、灭多威浓度分别在0.08~15、0.1~10、0.1~10 μg/mL时, 相关系数分别为0.9926、0.9972、0.9944, 检出限分别为0.049、0.051、0.080 μg/mL。传感器性能评价实验结果显示, 在最佳条件下对辛硫磷、敌敌畏、乐果、克百威、西维因、灭多威分别测定6次, 结果RSD值均小于7%, 精密度较好; 以碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)为底物, 连续通入鲁米诺与铁氰化钾化学发光体系6次, 所得RSD值小于8%, 稳定性较好; 将实验制备的固定化AchE储存于pH值为8.0的磷酸盐缓冲溶液中, 每隔10 d测一次化学发光峰值, 结果显示两个月内相对活力下降为23%, 保存时间较长; 将传感器用于测定包菜、苹果样品中的农残, 添加回收率在90%~99%之间, 显示精密度较好, 可用于测定食品中的农药残留量。结论 此生物传感器性能良好, 适用于测定食品中的有机磷与氨基甲酸酯类农残。     

用于有机磷农药检测的植物酯酶生物传感器的研究

报道了一种用于有机磷农药检测的电流型生物传感器。从小麦中提取植物酯酶,纯化后作为生物传感器的酶源,以CuTAPC/SWCNT/GC修饰电极为基体电极,采用气相沉积法制备TiO2凝胶,通过凝胶包埋法制备植物酯酶生物传感器。该传感器具有良好的稳定性和重现性。当对硫磷、辛硫磷和氧化乐果浓度分别在0.5×10-9～1×10-5、10-9～10-5、0.5×10-8～10-5mol/L范围内时,抑制率与其浓度的对数呈线性关系,检测限分别为3.24×10-10、1.26×10-9、6.60×10-9mol/L。      

乙酰胆碱酯酶在有机磷和氨基甲酸酯类农药快速检测中的应用

为满足食品中有机磷和氨基甲酸酯类农药的快速检测，研究采用酶抑制显色方法，应用自制的乙酰胆碱酯酶制成农药快速检测试剂盒检测有机磷和氨基甲酸酯类农药，检测灵敏度在0．001mg／kg-0．1mg／kg范围。试剂盒为现场检测这两类农药提供了简便而快捷的方法。     

自制乙酰胆碱酯酶膜对有机磷农药残留的检测研究

首次以自行制备的壳聚糖-乙酰胆碱酯酶膜分别检测了乐果、甲胺磷、敌百虫、敌敌畏、甲基对硫磷5种有机磷农药,发现酶膜对不同类型的有机磷农药的敏感性差异很大,对甲基对硫磷最为敏感,其pI 50为5.57左右,对其他四种农药较不敏感,其pI 50为4左右。以酶活力抑制率20%为农药检出标准,甲基对硫磷与甲胺磷的检出限分别为0.4ppm和1.5 ppm,基本达到实际检测要求。     

鲫鱼乙酰胆碱酯酶性质及对有机磷农药的敏感性研究

以鲫鱼为原料,分别提取鱼脑、肌肉和肝脏乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,ACh E),研究其酶学性质及对有机磷农药的敏感性。结果表明,鲫鱼脑ACh E最适反应温度为30℃,最适p H为8.0,米氏常数(Michaelis constant,Km)为0.548 mmol/L;鲫鱼肌肉ACh E最适反应温度为35℃,最适p H为7.5,Km为1.75 mmol/L;鲫鱼肝脏ACh E最适反应温度为30℃,最适p H为8.0,Km为0.406 mmol/L。敌敌畏对鱼脑、肌肉和肝脏ACh E的半数抑制质量浓度(50%inhibition concentration,IC50)分别为1.70,3.55和4.52μg/m L,双分子速率常数(bimolecular rate constant,Ki)分别为7.40、7.21、5.94 L/mg·min;辛硫磷对鱼脑、肌肉和肝脏ACh E的IC50分别为2.45,4.05和9.46μg/m L,Ki分别为10.54,10.11和8.32 L/mg·min;毒死蜱对鱼脑、肌肉和肝脏ACh E的IC50分别为10.89、14.33和17.00μg/m L,Ki分别为7.81,6.85和4.99 L/mg·min。鲫鱼脑ACh E对常用有机磷农药表现出了较强的敏感性,可作为环境中有机磷农药残留监测的指示酶。     

鲫鱼脑乙酰胆碱酯酶（ACHE）的活性测定及对有机磷农药的敏感性研究

提取不同生长期的鲫鱼脑中乙酰胆碱酶（acetylcholinesterase，AChE）并做比较，以Ellman法测定其酶活。并用正交试验方法确定了最佳测定条件。采用体外实验法研究了在最佳条件下鲫鱼脑AChE对三种有机磷农药的敏感性。研究结果表明，以体长12cm左右的鲫鱼体内AChE活性最高，正交试验得出AChE最佳测定条件组合为：酶的剂量为40μl、底物最终浓度为120mmol／L、pH值7．5、温度35℃；时间15min。鲫鱼脑AChE对农药的敏感性为敌敌畏〉辛硫磷〉乐果。     

聚硫堇修饰的有机磷农药生物传感器的研制

研制了一种用于蔬菜中有机磷农药残留快速检测的电化学酶传感器。通过循环伏安法将电子媒介体硫堇电聚合在玻碳电极上作为电子传递体,用壳聚糖凝胶将乙酰胆碱酯酶固定于聚硫堇电极表面,制成了新型的有机磷农药生物传感器。结果表明在有机磷农药乐果浓度为0.1~60μg/mL范围内,酶电极抑制率(%)与乐果的浓度(C)的对数呈良好的线性关系,相关系数为0.9961,检出限以抑制率10%的农药浓度计算为0.05μg/mL。     

蔬菜中11种有机磷农药残留的气相色谱检测及其对蔬菜基质的影响

建立蔬菜中11种农药多残留的气相色谱分析方法。对NY/T 761-2008《蔬菜和水果中有机磷、有机氮、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》标准的蔬菜前处理方法进行改进,并探讨蔬菜基质对检测的影响。使用DB-17毛细管柱分离,FPD检测器进行检测。结果显示：11种有机磷农药分离效果好,在黄瓜、西红柿、生姜中的3个添加水平,回收率为71.2%～117.9%,相对标准偏差(RSD)为2.1%～11.2%,最低检出限为0.005～0.060mg/kg,保留时间为6.396～19.400min。在各自线性范围内线性关系好(r＞0.999);使用40℃加热氮吹浓缩,可分别提高敌敌畏、甲拌磷回收率至95.00%和103.30%;在被测的13种蔬菜中,甘蓝、娃娃菜、上海青有少量杂峰影响农药检出;韭菜有大量的基质峰干扰农药检出。     

蔬菜中有机磷农药残留的两种酶抑制快速检测方法的比较研究

本实验比较了快速测定蔬菜中有机磷农残的两种酶抑制法即胆碱酯酶抑制法和植物酯酶抑制法，通过正交实验优化了两种酶抑制法的测定条件。对实际蔬菜样品的磷农残测定结果表明：这两种酶抑制快速测定方法均可用于蔬菜中有机磷农残的测定，其加标回收率都达到85％以上。但植物酯酶法测量精密度较好(3％以下)，酶源易得，提取、保存方便，在有机磷的快速测定中有更广泛的应用价值。     

蔬菜中有机磷农药残留降解方法的研究进展

目前有机磷农药是应用最为广泛的化学农药之一,蔬菜是其主要作用对象,有机磷农药带来的药残严重威胁人类的健康。对于有机磷药残的降解方法主要有物理降解、化学降解和生物降解,其中生物降解法是应用前景最为广泛的降解方法之一。     

近红外光谱技术在果蔬农药残留检测中的应用研究进展

近红外光谱技术是一种具有无损、快速、低成本等诸多特点的新型分析检测技术,可以方便地实现对农产品尤其是水果、蔬菜中农药残留的定性和定量监控。近红外光谱技术所具有的无损检测这一突出优势,使其在农产品安全领域有着广阔的应用前景。本文概述了近红外光谱技术的基本原理、应用特点、目前近红外光谱技术常用的样品前处理技术-预浓缩技术和定量校正模型,并对近红外光谱技术在果蔬农药残留检测领域的应用情况进行综述。随着近红外光谱技术的不断革新、相关前处理技术的不断发展和完善,未来近红外光谱技术在果蔬农药残留检测中会向着更加灵敏、更加准确、更加自动化、更加现场化等方向发展。     

近红外光谱法(NIR)快速诊断蔬菜中有机磷农药残残留

本文首次采用傅立叶变换近红外光谱法(FT-NIR)对十字花科、旋药科、菊科、伞形花科、苋科等二十余种叶菜类中有机磷农药残留的鉴别进行了系统研究,以农药甲胺磷为主要研究对象,结合其他三种高、中、低毒有机磷类进行分析测试,讨论了各种蔬菜样品谱图的差异,利用含磷基团在倍频区的特征吸收,采用差谱技术、导数预处理等进行指认,与GC-MS法比对,取得满意的鉴别效果,为有机磷农药残留的快速分析提供一种简便、快速、可靠的手段。     

烟草中含硫有机磷杀虫剂残留量的测定

采用德国官方食品中农药残留量通用方法测定了239个国产烟叶、49个进口烟叶、12个进口卷烟样品中二嗪磷、甲基对硫磷、毒死蜱、马拉硫磷、杀螟硫磷、乙基对硫磷和倍硫磷的残留量。结果表明,国产烟叶样品中杀螟硫磷、马拉硫磷、乙基对硫磷和倍硫磷的检出率为0.8%~2.9%,未检出二嗪磷、甲基对硫磷和毒死蜱;进口烟叶和卷烟样品中未检出这7种含硫有机磷杀虫剂。     

食品中有机磷杀虫剂残留分析方法的研究进展

对食品中有机磷杀虫剂(organophosphorus pesticides,OPPs)残留分析技术及其进展进行了综述。评述了前处理方法如固相萃取、基体固相分散萃取、超临界流体萃取、加速溶剂萃取、固相微萃取和液相微萃取等技术在分析中的应用。概述了气相色谱、液相色谱及其联用技术、免疫分析技术、超临界流体色谱和毛细管电泳等检测技术用于分析食品中OPPs的优势和局限性,并展望了未来该领域研究的发展趋势。     

2010年深圳某高校蔬菜中有机磷及氨基甲酸酯类农残的检测分析

通过抽样检测深圳市某高校饭堂采购的蔬菜瓜果中有机磷及氨基甲酸酯类农药残留的情况,为该校监管蔬菜质量提供科学数据.数据表明,叶菜类较瓜果类蔬菜较为容易超标,瓜果中超标样品多见于茄瓜、苦瓜、云南小瓜及青瓜.结果显示:农残检测未超标率(即合格率)为91.1%,农残超标率为5.3%,可疑农残超标率为3.6%.这为蔬菜质量的把关...     

果蔬农药残留检测的预处理和检测条件优化研究

本文对果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留快速检测的样品预处理方法和检测条件进行了优化研究。首次采用亚临界水萃取技术进行样品预处理,大大提高了农药残留的提取率。进一步优化了检测条件,通过温度校正公式的使用和试剂用量的调整使农药残留检测的操作更简单、费用更低廉。