金量子点—乙酰胆碱酯酶复合体系在有机磷农药检测中的特性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liang_yanzhi
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有机磷化合物(OPs)是一类高效广谱杀虫剂,是目前世界上使用最多的农药品种。有机磷化合物(OPs)进入生物机体后,能使体内的乙酰胆碱酯酶(AChE)失去活性,导致神经系统受到损伤。有机磷农药对人类和生物健康带来极大的危害,因此建立灵敏、快捷、高效的有机磷在线原位检测方法具有非常重要的意义。目前常用的检测技术包括仪器分析法和酶抑制法。其中,仪器分析法具有分析过程复杂、需要专业的技术人员进行操作、需要大型昂贵仪器等缺陷,不能实现原位在线检测。随着纳米技术的飞速发展,各种纳米材料因具有独特的物理化学性质,在生物检测领域已有广泛的应用。基于纳米材料构建的生物传感器由于灵敏度高、成本低、以及小型化利于实现现场快速检测而广泛应用于检测领域的研究中。量子点由于具有荧光强度高、发射峰较窄、抗光漂白性高、发射峰谱可控等优点,已经成为分析化学领域最引人瞩目的课题之一。本文构建了一种基于金量子点和乙酰胆碱酯酶的荧光猝灭体系。本研究的实验原理基于乙酰胆碱酯酶催化乙酰硫代胆碱产生硫代胆碱,硫代胆碱可以猝灭金量子点的荧光。当存在有机磷农药时,乙酰胆碱酯酶的活性被抑制,因此使产物硫代胆碱的量减少,从而抑制了金量子点的荧光猝灭,通过对比加入有机磷农药前后金量子点的荧光强弱,可以对有机磷农药进行定量检测。研究表明,乙酰胆碱酯酶、氯化乙酰硫代胆碱(ATCh)、乙酸、以及重金属离子Cu2+、Hg2+都不会猝灭金量子点的荧光;氯化乙酰硫代胆碱(ATCh)的浓度会影响酶的抑制率,当氯化乙酰硫代胆碱(ATCh)的浓度为2.67mM时,酶的抑制率达到最高;用该方法检测对氧磷农药,检测下限可达2.1810-4ppm;对不同种类的有机磷农药检测显示出差异;应用该体系可以对水果、土壤样品进行检测,结果证明此传感器对农药对氧磷的检测结果与气相色谱/质谱检测结果一致,即基于金量子点猝灭结合乙酰胆碱酯酶抑制法是一种灵敏、快速、简单的对有机磷农药进行检测的方法。
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