[发明专利]用于有机磷农药检测的电化学生物传感器及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于有机磷农药检测的电化学生物传感器及制备方法。

背景技术

有机磷农药是我国常用的农药之一，对农作物的丰产丰收起着重要作用，但由此导致的农产品中农药残留及环境污染问题日益严重。为保障公众的健康，各个国家都制订了农产品和食品中农药残留的最大限量标准。有机磷农药的检测方法主要包括色谱法、分光光度法、酶抑制法、电化学法、化学发光法等。但已有的快速检测方法已无法满足大批量农产品和食国内外有关面品的现场快速检测需要。其中：气相色谱和高效液相色谱所需仪器昂贵，设备笨重，只能用于实验室和研究机构的常规测定；薄层色谱所用仪器简单，操作方便，可以普及，但灵敏度不高；酶抑制技术无须昂贵的仪器，操作简便快速，但灵敏度较差，重复性、回收率还有待提高；免疫分析法具有特异性强灵敏度高、方便快捷、分析容量大、检测成本低安全可靠等优点，且一般不需要贵重仪器，但需要专业技术人员, 应用较少，不易推广。因此开发出简便、快捷、灵敏的检测技术，就显得非常重要。

用于有机磷农药残留的快速检测方法中的酶比色法与纸片速测卡法主要是基于酶抑制原理，在酶抑制试剂中加入底物和显色剂，利用有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的活性抑制作用而建立起来的。我国国家标准《GB/T 5009.199─2003蔬菜中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留量快速检测》就是基于固定化酶试纸片法，但这种检测方法已经无法满足人们对检测速度、方便性和灵敏度的更高要求。因此研究开发灵敏、高效的检验检测技术非常必要。

电化学酶传感器将酶对特定底物有反应的特异性与电化学分析的迅速性和简便性结合起来，从含有多种多样的有机物生物试样中，有选择地把特定物质迅速测定出来。具有特异性、灵敏性度高和检测设备相对简单、使用方便、体系容易集成化、微型化等优点，同时无需对样品进行复杂的前处理。电化学分析具有快捷性，酶对底物的催化具有特异性，电化学酶生物传感器将两者结合起来，可实现对样品的快速、特异、灵敏的检测。

国内已有一些有机磷农药电化学酶传感器的报导，如干宁将Fe3O4/Au纳米复合微粒上，构建了一类新颖的快速测定有机磷和氨基甲酸酯类农药的双酶传感器(AChE-ChOx/Fe304/Au SPCEs)，检测下限均可达0.01ug/mL,每片电极上修饰的AChE为1U,（干宁，王峰，杨欣等，采用纳米修饰双酶电极生物传感器检测有机膦与氨基甲酸酯类农药，农药学学报，2008,10(3):329-334。）；周华等碳纳米管修饰的石墨电极表面制备酶生物传感器检测有机磷农药，用戊二醛交联法将酶固定于碳纳米管修饰的石墨电极，其所用的AChE为0.47U，（周华，王辉先，刘登文等，基于碳纳米管修饰的酶生物传感器检测有机磷农药，传感器世界，2008，8：23-26）；等。上述有机磷农药电化学酶生物传感器大多以玻碳、金和铂等为基础电极，价格昂贵，且一旦损坏很难再次使用。

另外酶传感器在实际使用中也存在不足, 一是灵敏度、稳定性和使用寿命仍需进一步提高；二是酶活性元件在电极表面固定后容易失去活性, 这是影响酶传感器用于走向商业应用的难点。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种用于有机磷农药检测的电化学生物传感器，其具有较好的稳定性、较高的灵敏度及较低的成本；本发明的目的之二是提供一种用于有机磷农药检测的电化学生物传感器的制备方法，其成本较低、制备的电化学生物传感器具有较好的稳定性和较高的灵敏度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于有机磷农药检测的电化学生物传感器的制备方法，在丝网印刷碳电极的表面聚合硫堇使丝网印刷碳电极上修饰有聚硫堇，将羧基化多壁碳纳米管和乙酰胆碱酯酶通过壳聚糖凝胶固定于修饰有聚硫堇的丝网印刷碳电极的表面上，经干燥后制得丝网印刷酶电极，所述丝网印刷酶电极为该电化学生物传感器的工作电极。

优选地，包括如下步骤：

A对多壁碳纳米管进行羧基化处理后并制得羧基化多壁碳纳米管粉末；

B将丝网印刷碳电极进行电聚合，获得修饰有聚硫堇的丝网印刷碳电极；

C将步骤A制得的碳纳米管粉末溶于壳聚糖溶液中制得羧基化多壁碳纳米管和壳聚糖的混合液，将所述混合液与乙酰胆碱酯酶溶液混合后滴加到步骤B制得的修饰有聚硫堇的丝网印刷碳电极上，干燥后制得所述丝网印刷酶电极。