以乙酰胆碱酯酶(AChE)的催化活性为基础的乙酰胆碱酯酶生物传感器,近年来广泛应用于有机磷和氨基甲酸酯类农药的检测。在乙酰胆碱酯酶传感器制备过程中,对基础电极表面修饰是至关重要的一步,一是可以增加酶固定在电极上的稳定度,二是可有效地增强响应信号的灵敏度。本文构建了三种纳米材料修饰的电流型乙酰胆碱酯酶生物传感器,运用白组装、电沉积、共价键合等技术对电极表面进行修饰,并通过扫描电镜、透射电镜、循环伏安法和电化学阻抗法等多种检测手段对制备的AChE传感器进行表征,结果表明所构建的乙酰胆碱酯酶传感器具有较高的灵敏度,稳定性,并且可以应用于水果,蔬菜等实际样品的农药残留检测。(1)基于O-羧甲基壳聚糖-纳米金复合物修饰的乙酰胆碱酯酶传感器的制备通过原位合成法制备了O-羧甲基壳聚糖-纳米金复合物,由于O-羧甲基壳聚糖易溶于水,并且生物相容性更好,因此所制备的O-羧甲基壳聚糖-纳米金复合物更加稳定,并且更适合生物分子的固定。将此复合物滴加在玻碳电极表面,通过N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)混合物进行活化,使乙酰胆碱酯酶更加稳定的固定到电极上。对其实验条件进行优化,在最优条件下,以毒死蜱作为模板农药,结果显示在毒死蜱浓度为0.1-20gg/L和20-100μg/L的范围内,农药浓度与电流抑制率成一定比例,其检测限为0.07μg/L。(2)空壳纳米金修饰的乙酰胆碱酯酶传感器的制备空壳纳米金是一种新型的纳米材料,相比于金胶纳米粒子,空壳纳米金具有比表面积大、密度小、成本低和生物相容性好等优点,并且空壳纳米金作为微小的导电中心,充分暴露活性位点,更加促进电化学反应中电子的传递。本实验制备空壳纳米金作为传感器界面的修饰材料,以毒死蜱和呋喃丹作为模板农药,并对实际样品进行分析,通过与传统气相色谱分析方法进行比较,该方法制备的酶传感器具有检测时间短,检测限低等优势,并且实际样品回收率高于90%。(3)基于一步电沉积制备乙酰胆碱酯酶传感器的研究基于一步电沉积的方法将壳聚糖、普鲁士蓝、多壁碳、空壳纳米金快速、干净地修饰到电极上,利用这四种纳米材料的协同作用,能够大大增大传感器的响应电流,从而进一步提高酶传感器的灵敏度。固定乙酰胆碱酯酶之后,滴涂Nafion溶液,能够防止酶的丢失,提高传感器的稳定性。乙酰胆碱酯酶传感器的电流特性通过循环伏安法和交流阻抗法进行表征。基于乙酰胆碱酯酶的活性抑制原理,以马拉硫磷,毒死蜱,久效磷,呋喃丹为模板农药,实验结果表明,该方法制备的酶传感器灵敏度高,检测范围广,检测限低,并且可以用于实际样品的检测。对三种乙酰胆碱酯酶传感器制备方法进行比较,结果表明,由于空壳纳米金的导电性远远优于纳米金,更有利于电子的传递,并且利用多壁碳等纳米材料与空壳纳米金的协同效应,使响应电流明显增大,因此基于壳聚糖/普鲁士蓝/多壁碳/空壳纳米金复合纳米材料修饰的乙酰胆碱酯酶生物传感器检测限更低,检测范围更宽,检测的稳定性、重现性等均能满足要求。