快速檢測(cè)重金屬離子的酶膜生物傳感器及其應(yīng)用研究.pdf

1、重金屬是環(huán)境中的一類主要污染物，不能被微生物分解，可在生物體內(nèi)富集形成毒性更強(qiáng)的化合物。重金屬在環(huán)境中經(jīng)歷地質(zhì)和生物雙重循環(huán)進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，最終通過(guò)大氣、飲水和食物等渠道進(jìn)入人體，給人體健康造成嚴(yán)重危害，如致癌、致畸和致突變。因此，對(duì)重金屬的檢測(cè)，尤其是食品中重金屬殘留的快速檢測(cè)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)的重金屬檢測(cè)方法有原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法和陽(yáng)極溶出伏安法等，但都存在儀器昂貴、耗時(shí)、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。難以滿足現(xiàn)場(chǎng)

2、快速檢測(cè)的實(shí)際需要。 近年來(lái)，酶已被用于測(cè)定環(huán)境介質(zhì)(水、土和廢棄物)和食品中的痕量有害物質(zhì)。酶抑制法作為一種快速檢測(cè)有害物質(zhì)殘留的方法，與傳統(tǒng)分析方法相比，克服了分析時(shí)間長(zhǎng)、儀器昂貴等缺點(diǎn)，具有簡(jiǎn)便、快捷和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。它直接利用酶的抑制率大小來(lái)表示重金屬殘留程度的高低，能在較短時(shí)間內(nèi)快速、靈敏地篩選出大量超標(biāo)樣品，從而縮小定量檢測(cè)范圍，將重金屬殘留量高的果蔬產(chǎn)品阻擋在市場(chǎng)之外，避免中毒事件的發(fā)生，達(dá)到保護(hù)消費(fèi)者身體健康的

3、目的。 脲酶對(duì)重金屬具有高度的敏感性，其活性不易受大多數(shù)農(nóng)藥和有機(jī)化合物的影響，因而常被用來(lái)評(píng)價(jià)環(huán)境樣品中重金屬的毒性。本文將脲酶共價(jià)偶聯(lián)于尼龍網(wǎng)，并覆蓋于pH復(fù)合電極上，制成了一種基丁抑制脲酶的電位型生物傳感器，獲得了如下研究成果： 1.本研究采用單因素實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化了酶的固定化條件。結(jié)果表明，在酶濃度為0.8 mg/mL，戊二醛濃度為2.5％，同定化時(shí)間為2 h，溫度為28℃時(shí)，酶的固定化效果最好。 2.獲

4、得了酶?jìng)鞲衅鞯淖罴褱y(cè)試條件，即待測(cè)液pH為7.0，底物濃度為30 mmol/L，酶促反應(yīng)平衡時(shí)間為4 min，測(cè)試過(guò)程中不攪拌溶液。 3.考察了該傳感器的響應(yīng)性能。以重金屬離子Hg2+、Cu2+、Cd2+為檢測(cè)對(duì)象，分別抑制10、10、20 min，可檢測(cè)出濃度大于9 μg/L、8 μg/L和30μg/L的Hg2+、Cu2+、Cd2+。Zn2+、Ni2+和Mn2+等重金屬離子會(huì)對(duì)生物傳感器的測(cè)定產(chǎn)生干擾影響，可利用掩蔽劑消除影

5、響。該傳感器穩(wěn)定性好、重現(xiàn)性高和精密度高，經(jīng)0.1 mmol/[，的EDTA再生后，可重復(fù)使用數(shù)次。 4.Hg2+、Cu2+、Cd2+分別在0.01-1.00μg/mL，0.01-1.00 μg/mL和0.10-10.00 μg/mL的濃度范圍內(nèi)，抑制率與重金屬離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)線性相關(guān)，獲得的相關(guān)系數(shù)均大于0.99。將酶?jìng)鞲衅鞣ㄅc原子吸收法比較，兩者無(wú)顯著性差異(t=1.57)。采用酶?jìng)鞲衅鞣z測(cè)一個(gè)樣品，測(cè)試時(shí)間大約為30