基于生物傳感器技術(shù)檢測蔬菜中農(nóng)藥殘留的研究.pdf

1、有機(jī)磷農(nóng)藥(OPs)與氨基甲酸酯類農(nóng)藥具有良好的殺蟲、除草作用，是農(nóng)業(yè)上廣泛使用的兩類農(nóng)藥。他們?cè)谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，推進(jìn)了農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。同時(shí)，農(nóng)藥的旌用也節(jié)省了大量勞動(dòng)力。農(nóng)藥的產(chǎn)量與使用量也呈逐年上升趨勢(shì)。另一方面，農(nóng)藥的廣泛使用致使一些負(fù)面影響隨之而來。農(nóng)藥殘留超標(biāo)對(duì)人體健康、環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易帶來重大隱患。氨基甲酸酯類農(nóng)藥及有機(jī)磷類農(nóng)藥都會(huì)對(duì)乙酰膽堿酯酶(AChE)產(chǎn)生抑制作用。AChE是催化乙酰膽堿(ATCh)水解的酶。

2、AChE活性被抑制，致使ATCh不被水解，ATCh累積增多而出現(xiàn)中毒癥狀。因此，農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留對(duì)人體健康帶來嚴(yán)重威脅。另外，這兩類農(nóng)藥使用后降解周期長，對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。我國農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易也受到農(nóng)藥殘留的嚴(yán)重影響。因此，嚴(yán)格規(guī)范農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥的使用，并建立有效的農(nóng)藥殘留快速檢測方法具有重要意義。生物傳感器是近年來迅速發(fā)展起來的農(nóng)藥殘留快速檢測方法。由于其制備過程簡單快速、檢測成本低、靈敏度高，具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景。酶生物傳感器與

3、免疫傳感器是兩類具有代表性的能夠用于農(nóng)藥殘留快速檢測的生物傳感器。本文主要研究制備了兩種酶生物傳感器與一種免疫傳感器，并將其用于蔬菜中農(nóng)藥殘留檢測。該方法操作簡便、檢測快速、靈敏。具體研究內(nèi)容主要包括以下三方面:
　　1.基于有機(jī)磷農(nóng)藥及氨基甲酸酯類農(nóng)藥對(duì)AChE的抑制作用，利用碳納米球(CNS)將AChE包埋在玻碳電極(GCE)表面，制備AChE/CNS/GCE生物傳感器。選用殺螟松與呋喃丹作為有機(jī)磷類農(nóng)藥及氨基甲酸酯類農(nóng)藥的代

4、表進(jìn)行試驗(yàn)。以氯化硫代乙酰膽堿(ATChCl)為底物，建立AChE/CNS/GCE生物傳感器檢測蔬菜樣品中農(nóng)藥殘留。根據(jù)傳感器檢測底物水解產(chǎn)生的響應(yīng)電流值，對(duì)影響試驗(yàn)的一些因素進(jìn)行優(yōu)化。在最佳試驗(yàn)條件下，該傳感器對(duì)殺螟松和呋喃丹的檢測限分別為2.61μg/L與0.082μg/L，線性范圍分別為6.26-125.31μg/L與0.40-4.79μg/L。傳感器制備過程簡單，對(duì)農(nóng)藥檢測靈敏度高，為農(nóng)藥殘留檢測提供了一種簡便方法。
　　

5、2.基于草甘膦農(nóng)藥對(duì)多酚氧化酶(PPO)的抑制作用，構(gòu)建一種能夠快速檢測蔬菜樣品中草甘膦含量的PPO/CNS/GCE生物傳感器。利用多酚氧化酶構(gòu)建生物傳感器檢測農(nóng)藥殘留的報(bào)道尚不多見。相比于AChE，PPO具有來源廣、制備簡單、成本低等優(yōu)勢(shì)。利用CNS將PPO包埋在電極表面，CNS以其較大的比表面積與良好的生物相容性，促進(jìn)了電極表面PPO的固定。利用制備好的PPO/CNS/GCE生物傳感器對(duì)草甘膦進(jìn)行檢測，線性范圍為0.85-10.20

6、μg/L，檢測限0.60μg/L。對(duì)蔬菜樣品進(jìn)行檢測的添加回收率在86.20％-111.10％。該傳感器制備簡單、快速、成本低、對(duì)農(nóng)藥殘留檢測準(zhǔn)確性好。
　　3.基于呋喃丹抗體（Anti-carbofuran，Ab）與呋喃丹(Carbofuran)農(nóng)藥之間的免疫反應(yīng)，建立自組裝免疫生物傳感器檢測農(nóng)藥殘留。金納米粒子(AuNPs)以其較大的比表面積、較好的生物相容性、及其對(duì)電子傳遞速度的促進(jìn)作用，廣泛應(yīng)用于環(huán)境、食品、生物等領(lǐng)域。本

7、章以海藻酸鈉(SA)作交聯(lián)劑，采用電沉積方法在電極表面修飾AuNPs粒子。然后，將Ab固定在電極表面。最后，用牛乳血清蛋白(BSA)封閉Ab的非特異性結(jié)合位點(diǎn)。利用制備好的BSA/Ab/AuNPs/SA/GCE生物傳感器檢測呋喃丹含量。電極表面呋喃丹抗體與溶液中的呋喃丹分子結(jié)合，在電極表面形成共軛生物膜，使電極阻抗增大，阻礙電極表面電子傳遞，檢測鐵氰化鉀氧化還原反應(yīng)電流減小。根據(jù)反應(yīng)前后電流的差值求出呋喃丹含量。該傳感器對(duì)呋喃丹農(nóng)藥的檢