氨基酸纳米酶修饰电极检测有机磷农药的研究

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有机磷农药(OPs)是世界上使用最广泛的农药之一,由于其半衰期较长,过量使用导致大量农药残留,会对农产品及环境造成污染。目前广泛使用的测定有机磷农药的方法有时需要相对昂贵的材料或大量的有机溶剂,并且在分析之前需要复杂的前处理。因此,具有低成本,简单操作,节省时间和实时检测有机磷农药的新的分析技术将有广阔的发展前景。本文研究了三种氨基酸(AAs)包括丝氨酸(S)、组氨酸(H)和谷氨酸(E)与纳米氧化钛结合并水解有机磷农药生成具有电化学活性的对硝基苯酚(PNP),从而进行电化学检测的方法。这种现象遵循生物模拟水解酶中质子转移的原理。为此,我们建立了以S,H,E结合TiC2纳米粒子(NPs)为修饰剂的电化学检测有机磷农药的方法。TiO2纳米颗粒作为载体,首先通过烯二醇和金属位点之间的相互作用,将多巴胺连接到TiO2上。然后通过EDC-NHS交联剂将多巴胺的氨基与氨基酸结合,得到具有S、H、E位点的三元复合纳米材料。用扫描电镜和元素分析对制备的TiO2 NPs-AAs复合材料进行了表征,确定氨基酸位点的存在。用荧光光谱法定量分析了原子吸收光谱的覆盖率和表面密度。通过EDC-NHS的交联,AAs(S,H,E)与氨基化的TiO2之间形成酰胺键。氨基酸的结合率约为1.81×1014个/cm2 TiO2。在酸性或中性溶液(pH值为7.0)中,没有观察到明显的氨基酸或多巴胺脱落。TiO2 NPs-AAs复合材料能够催化水解OPs(甲基对氧磷、甲基对硫磷和乙基对氧磷),并在修饰电极表面产生PNP。因此可以通过PNP的电化学信号来量化OPs。甲基对氧磷、甲基对硫磷、乙基对氧磷的最低检测限大约为500 nM。最后,将该检测技术应用于本实验实际样品(油麦菜)中OPs的检测,并与GC-MS方法进行比较来研究其检测的准确性。
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