一種用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的傳感器制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化學(xué)傳感器，具體是一種用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的傳感器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)磷農(nóng)藥主要指磷酸酯，硫逐磷酸酯，磷酰胺酯類有機(jī)磷化合物，因其殺蟲效率高，對(duì)植物的藥害小，在環(huán)境中持久性低等特點(diǎn)，成為我國目前最常用的一類農(nóng)藥，在各種農(nóng)作物尤其是蔬果中得到廣泛的應(yīng)用。但是，殘留農(nóng)藥隨著食物鏈進(jìn)入人體體內(nèi)，能夠抑制人體內(nèi)膽堿酯酶的活性，造成神經(jīng)傳導(dǎo)介質(zhì)的代謝混亂，引起各類急性、慢性中毒情況，如運(yùn)動(dòng)失調(diào)、昏迷、癱瘓甚至死亡。因此對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確、靈敏的監(jiān)控和檢測，成為亟待解決的迫切問題。
[0003]傳統(tǒng)的農(nóng)藥殘留檢測方法主要有:氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、高效液相色譜法、光譜法、免疫分析法、化學(xué)發(fā)光法等。盡管能比較準(zhǔn)確地檢測農(nóng)藥的殘留量，但是存在設(shè)備昂貴，樣品前處理方法繁瑣、分析周期長等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種快速、靈敏、簡便的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的傳感器。本傳感器是基于生物識(shí)別的高度專一性和納米材料對(duì)電化學(xué)檢測信號(hào)的放大作用，將生物化學(xué)、納米材料、傳感技術(shù)三者相結(jié)合，構(gòu)建了新型復(fù)合納米材料修飾的酶傳感器。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明涉及用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器包括:生物酶層、納米粒子導(dǎo)電聚合物層和電極基體。
[0006]—種用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的酶傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步:Au- Fe304納米粒子的制備:
取Fe304粉末超聲分散于二次蒸餾水中，加入檸檬酸鈉溶液，邊攪拌邊緩慢加入鹽酸羥氨和氯金酸，攪拌一定時(shí)間，即得到Au- Fe304復(fù)合納米粒子的分散溶液；
第二步:Au- Fe304納米粒子/導(dǎo)電聚合物修飾的乙酰膽堿酶生物傳感器的制備:
首先將玻碳電極進(jìn)行拋光處理后在二次蒸餾水中超聲清洗；接著依次在丙酮、氫氧化鈉溶液、硝酸和二次蒸餾水中超聲清洗；
然后清洗后的玻碳電極放入Μ聚合物單體、Μ水溶性醌類磺酸鹽和氧化石墨烯溶液中，通氮?dú)?0分鐘后，采用三電極體系進(jìn)行恒電流電沉積，然后將所得修飾電極進(jìn)行電化學(xué)還原，獲得導(dǎo)電聚合物/醌類磺化物/氧化石墨烯復(fù)合材料修飾電極；
取一定量的Au- Fe304納米粒子分散溶液滴涂在晾干的導(dǎo)電聚合物/醌類磺化物/氧化石墨烯復(fù)合材料修飾電極表面，自然晾干，將AChE與等體積的殼聚糖醋酸溶液混合均勻，并取混合溶液1 yL-20 μ L滴涂在修飾電極上，自然晾干，即得Au- Fe304納米粒子/導(dǎo)電聚合物修飾的乙酰膽堿酶生物傳感器。
[0007]所述醌類磺酸鹽為蒽醌或菲醌。
[0008]所述Μ聚合物單體為吡咯、苯胺、3，4-乙烯二氧噻吩中的一種。所述的二次蒸餾水是指:兩次蒸餾后得到的純水。
[0009]所述的檸檬酸鈉溶液是指:溶液濃度為0.05 mol/L-1 mol/L。
[0010]所述的鹽酸羥氨是指:溶液濃度為0.05 mol/L-1 mol/L。
[0011]所述的氯金酸是指:質(zhì)量濃度為0.5%_10%。
[0012]所述的攪拌一定時(shí)間是指:5-30小時(shí)。
[0013]取2 μ L-20 μ L Au- Fe304納米粒子分散溶液滴涂在晾干的導(dǎo)電聚合物/醌類磺化物/氧化石墨烯復(fù)合材料修飾電極表面，自然晾干，將1 μ L-20 μ L的AChE (100 U/mL)與等體積的0.5 mg/mL-5 mg/mL殼聚糖醋酸溶液混合均勻，并取混合溶液1 μ L-20 μ L滴涂在修飾電極上，自然晾干，即得Au- Fe304納米粒子/導(dǎo)電聚合物修飾的乙酰膽堿酶生物傳感器。
[0014]所述醌類磺酸鹽為蒽醌或菲醌的一種。
[0015]所述Μ聚合物單體為吡咯、苯胺、3，4-乙烯二氧噻吩中的一種。
[0016]本發(fā)明通過以下步驟進(jìn)行檢測:
乙酰膽堿酯酶催化底物硫代乙酰膽堿(ATCh)水解，生成產(chǎn)物硫代膽堿和醋酸，硫代膽堿在特定電位下易被氧化，產(chǎn)生電流，電流信號(hào)大小與硫代膽堿濃度成線性關(guān)系。
[0017]利用CHI832型電化學(xué)系統(tǒng)記錄下在+0.6V下AChE/Au_Si02/GCE傳感器對(duì)不同濃度ATCh的1-t響應(yīng)和工作曲線；
在+0.6V工作電位下待傳感器信號(hào)穩(wěn)定后在PBS中加入已知濃度的ATCh，攪拌5.0min，待電流穩(wěn)定后在靜止的溶液中記錄所產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)電流1:;在另一份同樣條件的ATCh溶液中加入一定濃度的農(nóng)藥，攪拌后靜置幾分鐘后測定存在各種不同濃度有機(jī)磷農(nóng)藥的穩(wěn)態(tài)電流12。由于酶的活性被抑制導(dǎo)致電流下降，電流下降的程度與溶液中的有機(jī)磷農(nóng)藥的濃度成正比，并且抑制率與有機(jī)磷濃度的對(duì)數(shù)成線性關(guān)系，因此可以通過測定酶活性的降低來檢測有機(jī)磷農(nóng)藥的濃度。
[0018]本發(fā)明所述方法能夠以簡單步驟實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥濃度的檢測，該傳感器對(duì)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測線性范圍為4.0X10 13 -5.0X10 9 mol/L，傳感器對(duì)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測限為 1.0X10 13 mol/L。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]實(shí)施例1:
取5 mg平均直徑為80 nm的Fe304粉末超聲分散于50 mL 二次蒸饋水中，加入4 mL
0.5 mol/L檸檬酸鈉溶液，攪拌10 min。邊攪拌邊緩慢加入0.8 mL鹽酸羥氨(ΝΗ20Η.Η(:1)(0.3 mol/L)和0.5 mL氯金酸(HAuC14) (8%)，攪拌25小時(shí)，即得到金摻雜的Fe304復(fù)合納米粒子的分散溶液。
[0021]將裸玻碳電極用0.5 μ m直徑的A1203糊在麂皮上打磨拋光，使成鏡面，依次在丙酮、體積比為1:1的HN03、Na0H(lmol/L)及二次水中超聲處理。然后將電極放入含有0.1 Μ的P比略單體、0.0005 Μ菲醌磺酸鹽、0.5 mg/ml氧化石墨稀水溶液，通N2 30min后，采用三電極體系進(jìn)行恒電流電沉積，施加電流為0.5 mA cm 2，電沉積的電量為1.2庫倫；將所得到的聚吡咯膜洗凈后在放置在三電極體系中進(jìn)行電化學(xué)還原，施加電壓為1.1 V，電解液為PBS緩沖溶液，反應(yīng)后用水反復(fù)清洗即可得到導(dǎo)電聚合物修飾電極。取8 μ L Au- Fe304納米粒子分散溶液滴涂在晾干的修飾電極表面，自然晾干，將2 μ L AChE (100 U/mL)與等體積的1 mg/mL的殼聚糖(CHIT)醋酸溶液混合均勻，并取8 μ L混合溶液滴涂在修飾了納米粒子/導(dǎo)電聚合物