基于量子點-酶有機磷農藥生物芯片構筑及傳感性能探究.pdf

1、有機磷農藥一方面可以有效的殺死農作物病蟲害，顯著提高作物產量而受到廣使用，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-質譜聯用法(GC/LC-MS)以及膽堿酯酶活力測試法等。但是由于液相/氣相-質譜聯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、、最為廣泛的農藥殘留檢測方法，但由于此方法對于檢測不同農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容是實驗設計擬構建基于量子點(Quantum dots QDs)/酶薄膜的有機磷農藥生物檢測芯片，對實際樣品中有機磷農藥殘留進行快速、高靈敏分析，并進一步探討生物傳感器結構對農藥檢測效果的影響，最終實現對果蔬和水體的實時檢測。主要研究內容如下：

3、r>　　首先利用層層自組裝技術(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器上，通過設計和優(yōu)化量子點/膽堿酯酶薄膜的結構，通過酶促產物能夠抑制量子點熒光強度及有機磷農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藥對酶的抑制率標準曲線，從而實現構建快速、高靈敏、高穩(wěn)定性和低成本的有機磷類農藥檢測納米結

4、構檢測芯片。并且根據農藥標準樣品測試結果，該納米檢測芯片具有非常高的靈敏度，對有機磷農藥標準樣品的檢測下限可以達到10 ppb，線性范圍5 ppb至250 ppb，明顯優(yōu)于其它已知光學生物傳感器。
　　其次，通過介電泳技術(dielectrophoresis DEP)將量子點沉積在金電極表面，再利用共價交聯(covalent cross-linking)原理將乙酰膽堿酯酶固定在修飾后的量子點上構成量子點/膽堿酯酶薄膜結構，由于酶促

5、產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，利用循環(huán)伏安檢測法檢測產物濃度進而實現對有機磷農藥定量檢測。該檢測芯片通過電流的微小變化實現對產物產量變化的測量，從而相對于上一種檢測器，進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藥殘留。本論文選用蘋果汁和自來水作為檢測樣品，采用標準加入法測定蘋果和