基于量子點(diǎn)-酶有機(jī)磷農(nóng)藥生物芯片構(gòu)筑及傳感性能探究.pdf

1、有機(jī)磷農(nóng)藥一方面可以有效的殺死農(nóng)作物病蟲(chóng)害，顯著提高作物產(chǎn)量而受到廣使用，一方面卻由于其在作物上殘留物能夠危害到人類(lèi)和動(dòng)物的健康，因此對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留物的檢測(cè)就變得非常重要。目前有幾種較為成熟的檢測(cè)方法，如免疫分析法、液相/氣相-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/LC-MS)以及膽堿酯酶活力測(cè)試法等。但是由于液相/氣相-質(zhì)譜聯(lián)用法法不具備便攜性和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn)，同時(shí)免疫分析法受限于有機(jī)磷農(nóng)藥特異性抗體的制備，因此，膽堿酯酶活力測(cè)試法成為目前研究最為迅速

2、、最為廣泛的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方法，但由于此方法對(duì)于檢測(cè)不同農(nóng)藥時(shí)靈敏度差異較大，精確度較低，并且膽堿酯酶極易容易失活，所以急需尋找一種專(zhuān)一性強(qiáng)、靈敏度高、酶活力保存良好的新方法。本課題的研究主要內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)擬構(gòu)建基于量子點(diǎn)(Quantum dots QDs)/酶薄膜的有機(jī)磷農(nóng)藥生物檢測(cè)芯片，對(duì)實(shí)際樣品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留進(jìn)行快速、高靈敏分析，并進(jìn)一步探討生物傳感器結(jié)構(gòu)對(duì)農(nóng)藥檢測(cè)效果的影響，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)果蔬和水體的實(shí)時(shí)檢測(cè)。主要研究?jī)?nèi)容如下：

3、r>　　首先利用層層自組裝技術(shù)(Layer-by-Layer self assembly technique, LBL)，通過(guò)BioDot AD1510生物芯片點(diǎn)樣儀將量子點(diǎn)和膽堿酯酶有序地組裝在生物感應(yīng)器上，通過(guò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化量子點(diǎn)/膽堿酯酶薄膜的結(jié)構(gòu)，通過(guò)酶促產(chǎn)物能夠抑制量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度及有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)乙酰膽堿酯酶酶活力的抑制原理，繪制不同濃度有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)酶的抑制率標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)建快速、高靈敏、高穩(wěn)定性和低成本的有機(jī)磷類(lèi)農(nóng)藥檢測(cè)納米結(jié)

4、構(gòu)檢測(cè)芯片。并且根據(jù)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果，該納米檢測(cè)芯片具有非常高的靈敏度，對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)樣品的檢測(cè)下限可以達(dá)到10 ppb，線性范圍5 ppb至250 ppb，明顯優(yōu)于其它已知光學(xué)生物傳感器。
　　其次，通過(guò)介電泳技術(shù)(dielectrophoresis DEP)將量子點(diǎn)沉積在金電極表面，再利用共價(jià)交聯(lián)(covalent cross-linking)原理將乙酰膽堿酯酶固定在修飾后的量子點(diǎn)上構(gòu)成量子點(diǎn)/膽堿酯酶薄膜結(jié)構(gòu)，由于酶促

5、產(chǎn)物巰基膽堿在一定的外電壓下能夠在金電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，利用循環(huán)伏安檢測(cè)法檢測(cè)產(chǎn)物濃度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥定量檢測(cè)。該檢測(cè)芯片通過(guò)電流的微小變化實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)量變化的測(cè)量，從而相對(duì)于上一種檢測(cè)器，進(jìn)一步降低了檢測(cè)靈敏度以及檢測(cè)下線。其檢測(cè)下線為1 ppb，線性范圍在1 ppb至30 ppb之間。
　　最后，論文將上述檢測(cè)芯片用于快速檢測(cè)果蔬和水體中的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留。本論文選用蘋(píng)果汁和自來(lái)水作為檢測(cè)樣品，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定蘋(píng)果和