基于乙酰胆碱酯酶传感器的马拉硫磷、克百威检测研究

来源 :河南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dumpling
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机磷类及氨基甲酸酯类农药因具有高效、广谱、残留时间短等特点广泛应用于农业生产中,但由于过度以及不合理使用,其对人们的饮食安全和环境保护造成了严重的威胁。因此,建立一种方便、快捷、高效并适合现场快速检测的分析方法,对有机磷类及氨基甲酸酯类农药进行现场快速地检测分析具有重要意义。电化学乙酰胆碱酯酶(AChE)传感器法由于具有方便、快捷、成本低、易于微型化、现场化等优点,在有机磷及氨基甲酸酯类农药现场检测方面存在较大的应用潜力。本试验基于碳球纳米材料高比表面、良好的导电性以及Fe3O4磁性纳米材料良好的导电性、生物相容性以及吸附性等特点,分别制备了氮掺杂碳球(N-Cs)、氮掺杂碳球生长金(N-Cs-Au)以及Fe3O4@碳球(Fe3O4@Cs)纳米复合材料,并用于构建AChE传感器,分别以马拉硫磷和克百威为模版对有机磷类及氨基甲酸酯类农药进行定量分析。主要内容如下:1、在碳球的基础上,引入了氮元素,改善其分散性,制备了氮掺杂碳球纳米复合材料,以玻碳电极(GCE)为工作电极构建了AChE/N-Cs/GCE传感器,以马拉硫磷和克百威为模版对有机磷类和氨基甲酸酯类农药进行定量分析。通过在GCE滴加N-Cs纳米复合材料,其电阻降低了30.29%,在1.0 mmol/L硫代氯化乙酰胆碱(ATCL)中的氧化峰电流提高了66.99%,说明N-Cs能够有效地促进电子的转移,增强导电性,提高电极的灵敏度。通过对1.0 mg/mL的N-Cs修饰量、酶量的优化发现,当N-Cs修饰量选3μL、酶量取0.2 U时AChE/N-Cs/GCE传感器的灵敏度较高、催化活性较好。在最佳试验条件下,对马拉硫磷和克百威进行定量分析其线性范围分别为1.11×10-83.50×10-6 g/L和7.28×10-92.30×10-6 g/L,检出限(按抑制率10%计算)分别为2.99×10-9 g/L和5.92×10-9 g/L,加标回收率分别在89.06102.3%和91.45104.2%之间,准确度较高,且在AChE/N-Cs/GCE传感器表面AChE与ATCL具有较好的亲和能力,米氏常数为0.28 mmol/L。2、在N-Cs的基础上,进一步引入了Au纳米颗粒,制备了N-Cs-Au纳米复合材料,并构建了AChE/N-Cs-Au/GCE传感器对马拉硫磷和克百威进行定量分析。研究发现,当在N-Cs表面生长纳米金后,N-Cs-Au/GCE与N-Cs/GCE相比,电阻降低了32.38%;AChE/N-Cs-Au/GCE在1.0 mmol/L的ATCL的氧化分电流与AChE/N-Cs/GCE相比提高了85.86%。通过对交联剂种类、N-Cs-Au修饰量、缓冲液PBS的pH进行优化发现,当以0.5%(Wt/V)的壳聚糖为交联剂、N-Cs-Au修饰量为4μL、pH 7.5的PBS为支持电解质溶液时,AChE/N-Cs-Au/GCE的灵敏度较高、响应电流较大。在最佳条件下,对马拉硫磷和克百威进行定量分析,其线性范围分别为3.50×10-101.11×10-5 g/L和2.30×10-102.30×10-5 g/L,检出限(抑制率按10%计算)分别为5.99×10-11 g/L和6.76×10-11 g/L,回收率分别在92.1098.55%和91.4195.85%之间,且该传感器对常见重金属Pb、Cu、Cd和Mn具有较好的抗干扰能力。3、制备了Fe3O4@Cs纳米复合材料。利用Fe3O4磁性纳米材料良好的导电性、吸附性以及生物相容性等优良特性,构建了AChE/Fe3O4@Cs/GCE生物传感器,对马拉硫磷和克百威进行定量分析。研究发现,与GCE相比,Fe3O4@Cs/GCE电阻降低了63.57%,在1.0 mmol/L的氧化峰电流提高了197.8%。通过对Fe3O4@Cs修饰量、交联剂壳聚糖浓度的优化发现,当以4μL的Fe3O4@Cs(1.0mg/m L)修饰GCE,壳聚糖浓度为0.4%时AChE/Fe3O4@Cs/GCE灵敏度较高、催化活性较好。在最佳试验条件下,AChE/Fe3O4@Cs/GCE传感器对马拉硫磷和克百威进行定量分析,其线性范围分别为1.55×10-101.55×10-5 g/L和1.12×10-101.12×10-5 g/L;检出限分别为1.66×10-11 g/L和4.146×10-11 g/L(按抑制率10%计算),加标回收率分别在92.6696.20%和92.78103.7%之间,且该传感器重复性以及重现性较好,组内和组间的相对标准偏差分别为1.75%和3.65%,再生性较好,经碘解磷定复活10 min后,氧化峰电流仍可恢复到抑制前的91.84%。将制备好的AChE/Fe3O4@Cs/GCE置于4℃条件下保存30 d后,其氧化峰电流仍可保持原来的92.35%,稳定性较好。
其他文献
<正> 随着21世纪经济和科技的发展,“做人”教育的重要性日益突出。“做人”教育的核心是“学会关心,学会相处”。但是在目前学校教育实践过程中,往往忽视“做人”教育,对学
目的探讨周围性面瘫的康复治疗及评价。方法随机收集2012年1月—2014年1月该院诊断为周围性面瘫的病人,共计100例,按随机数字表法分为两组,研究组50例和对照组50例,研究组接
<正>今称经方者,指张仲景《伤寒杂病论》所载268方[1]。经方结构谨严,用药精炼,若用之得当,效如桴鼓。药对是中药配伍最简单、最基本和最常见的复方用药形式,具备方剂的基本
冰蓄冷中央空调技术是在能源短缺的大背景下应运而生的,所谓冰蓄冷,顾名思义就是一种蓄冷技术,随着人们生活质量的不断提高,中央空调系统的拥有量愈来愈大,空调能耗快速增加
该文系《中国社会科学报》张杰记者对中国艺术人类学学会会长方李莉研究员的一次采访,因报纸的篇幅有限,只发表了其中的一部分,这是该访谈的完整稿。访谈以艺术人类学的特质
数字是一种非常重要的文化语言,是使用频率很高的思维和交际工具。研究俄汉数字文化不仅有助于我们从侧面了解俄汉两个民族的民族文化,更能充分发挥其在跨文化交际中的重要作
<正>给蜂群喂糖浆是一件麻烦事,尤其在流蜜末期或缺蜜期,白天用饲喂器喂糖浆会引起盗蜂,起盗后的止盗更麻烦。将糖浆灌装到保鲜袋中,一般装一袋的1/3~1/2,挤净里面的全部空气
期刊
虽然时至今日,电子商务在信息管理技术和信息管理科技的创新领域已经有大量的研究资料。然而,这些创新性研讨主要是针对电子商务应用的普及和影响其发展的原因。本项课题的研究角度,是运用技术接受模型(TAM)来分析电子商务在卢旺达普及过程中人们所面临的问题和挑战。电子商务的发展为提升销售商和客户之间的互动效率提供了具有革新意义的改变,使商品销售变得更快捷、价格更低、更能照顾到每一位消费者的需求,同时也更能提
面向发展中国家应对气候变化国际技术转移的资金问题,是国际气候变化谈判的主要议题之一,目前,联合国体制内的基金是面向发展中国家应对气候变化技术转移一个主要的资金渠道,但是
通过对天然气烟气特性的分析以及对冷凝式锅炉热效率的分析和计算得出,将烟气温度降低到露点温度以下对烟气进行余热回收有重要的实际意义;冷凝式换热器就是增设在天然气锅炉