● 摘要
有机磷电化学生物传感器的研究
龙 亚 平
摘 要 有机磷农药是目前广泛使用的农药，它能与体内的乙酰胆碱酯酶（AChE）结合形成磷酰化乙酰胆碱酯酶，使酶失去活性，导致神经功能的严重伤害，甚至死亡。传统的有机磷检测方法主要有气相色谱法、高效液相色谱法与色质联用法等，尽管这些方法灵敏又准确，但是需要对样品进行繁琐的预处理、费时、成本高，而且所需仪器大都昂贵且庞大笨重，需要专业技术人员维护，不适用于现场检测。因此，建立快速、可靠、灵敏和实用的有机磷农药监测/检测的分析器件和方法，对于环境保护和食品安全等具有重要的现实意义。
电化学生物传感器是将分子识别物质如酶、抗原/抗体、DNA作为分子识别物质固定在换能器上，将待测物质的浓度转变为电信号的分析器件。它是生物传感器领域中研究最多的一种类型，由于它灵敏度高、选择性好、响应快、操作简便、样品需要量少、可微型化、价格低廉、可以实现连续现场检测等特点，已成为分析检测的重要器件。近年来，基于AChE的有机磷电化学生物传感的研究越来越受到人们的重视。
本论文包括三章。第一章综述了电化学生物传感器和有机磷农药检测方法研究进展，描述了本论文的研究思路和目的。
第二章为普鲁士蓝/纳米金修饰的有机磷电化学生物传感器的研究。采用纳米金溶胶与溶胶-凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜构成复合固酶基质，将乙酰胆碱酯酶（AChE）固定于普鲁士蓝修饰的玻碳电极表面，构筑了乙酰胆碱酯酶/纳米金/普鲁士蓝/玻碳电极（AChE/AuNP/PB/GCE）修饰电极，研究了该修饰电极的电化学行为，建立了测定有机磷农药-对氧磷的计时电流法。结果表明，该修饰电极在最佳的条件下对对氧磷进行检测的线性响应范围为5.0×10-8 ～5.0×10-5 g/L，检出限为2.0×10-8 g/L。该法与仅用普鲁士蓝修饰电极构筑的检测对氧磷的酶电极相比，具有良好的选择性和高的灵敏度等优点。
第三章为一次性有机磷电化学生物传感器的研究。构筑了乙酰胆碱酯酶/Nafion/丝网印刷电极（AChE/Nafion/SCE）修饰电极，研究了该修饰电极在羧酸二茂铁与羧酸二茂铁和氯化乙酰巯基胆碱混合溶液中的电化学行为，建立了测定有机磷农药-马拉硫磷的计时电流法。结果表明，在最佳的实验条件下对马拉硫磷进行检测的线性响应范围为5.0×10-7～2.0×10-5 g/L，检出限为1.2×10-7 g/L。该传感器与固体电极所制传感器相比，具有制备简单,灵敏度高，体积小，使用简单，酶膜稳定不易脱落，测量电流稳定，制造成本低等优点。
本论文的研究工作为进一步研制高灵敏度的有机磷电化学生物传感器提供了一些基础性的研究资料，对此方面的研究工作具有一定的促进作用。
关键词：有机磷农药 电化学生物传感器 乙酰胆碱酯酶 普鲁士蓝
羧酸二茂铁 金纳米粒子