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

1、有機磷農(nóng)藥一方面可以有效的殺死農(nóng)作物病蟲害，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和動物的健康，因此對有機磷農(nóng)藥殘留物的檢測就變得非常重要。目前有幾種較為成熟的檢測方法，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時監(jiān)測等特點，同時免疫分析法受限于有機磷農(nóng)藥特異性抗體的制備，因此，膽堿酯酶活力測試法成為目前研究最為迅速

2、、最為廣泛的農(nóng)藥殘留檢測方法，但由于此方法對于檢測不同農(nóng)藥時靈敏度差異較大，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一性強、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)容是實驗設(shè)計擬構(gòu)建基于量子點(Quantum dots QDs)/酶薄膜的有機磷農(nóng)藥生物檢測芯片，對實際樣品中有機磷農(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)對農(nóng)藥檢測效果的影響，最終實現(xiàn)對果蔬和水體的實時檢測。主要研究內(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BioDot AD1510生物芯片點樣儀將量子點和膽堿酯酶有序地組裝在生物感應(yīng)器上，通過設(shè)計和優(yōu)化量子點/膽堿酯酶薄膜的結(jié)構(gòu)，通過酶促產(chǎn)物能夠抑制量子點熒光強度及有機磷農(nóng)藥對乙酰膽堿酯酶酶活力的抑制原理，繪制不同濃度有機磷農(nóng)藥對酶的抑制率標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而實現(xiàn)構(gòu)建快速、高靈敏、高穩(wěn)定性和低成本的有機磷類農(nóng)藥檢測納米結(jié)

4、構(gòu)檢測芯片。并且根據(jù)農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)樣品測試結(jié)果，該納米檢測芯片具有非常高的靈敏度，對有機磷農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)樣品的檢測下限可以達(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，通過介電泳技術(shù)(dielectrophoresis DEP)將量子點沉積在金電極表面，再利用共價交聯(lián)(covalent cross-linking)原理將乙酰膽堿酯酶固定在修飾后的量子點上構(gòu)成量子點/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)伏安檢測法檢測產(chǎn)物濃度進(jìn)而實現(xiàn)對有機磷農(nóng)藥定量檢測。該檢測芯片通過電流的微小變化實現(xiàn)對產(chǎn)物產(chǎn)量變化的測量，從而相對于上一種檢測器，進(jìn)一步降低了檢測靈敏度以及檢測下線。其檢測下線為1 ppb，線性范圍在1 ppb至30 ppb之間。
　　最后，論文將上述檢測芯片用于快速檢測果蔬和水體中的有機磷農(nóng)藥殘留。本論文選用蘋果汁和自來水作為檢測樣品，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測定蘋果和