基于纳米氧化银模拟氧化酶活性的有机磷农药比色检测研究

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有机磷农药(OPs)因其在防治植物病、虫、草害方面表现出高效性,被广泛使用在农业生产过程中。由于有机磷农药的滥用,农产品和食品中的农药残留问题越来越严重并威胁着人类的健康。为此,本课题以多形态氧化银纳米颗粒作为比色传感信号的输出材料,通过有机磷农药和适配体对Ag2O模拟氧化酶活性的调控作用,构建了两种具有简单、快速、稳定性好、特异性强等优点的新型农药比色传感器。主要的研究内容如下:(1)利用乐果对立方体Ag2O的模拟氧化酶活性的增强作用,本文构建了一种简单、稳定、低成本的比色传感器。荧光探针、电化学、自由基追踪、ESR实验、XPS表征、拉曼图谱和酶动力学等实验证实,乐果通过Ag-S键吸附在立方体Ag2O表面的同时促进了Ag2O向溶解氧的电子转移,加速·O2-和~1O2的释放,促进显色底物的催化氧化。该比色传感器在20-160μg·L-1呈现出良好的线性范围,检测限(LOD)和定量限(LOQ)低至14μg·L-1和46μg·L-1,实际样品中平均回收率范围为85.6-98.2%,并对其他竞争农药表现出优异的选择性。(2)本文探究SS2-55适配体对八面体Ag2O氧化酶活性的调控作用,结合适配体的特异性识别效应,构建一种稳定、特异性强的有机磷农药新型比色适配体传感器。通过Zeta电位、电泳、XPS等实验揭示适配体通过非共价键吸附在八面体Ag2O上,形成的八面体Ag2O-SS2-55适配体复合物增大了纳米酶与显色底物之间的静电引力。荧光探针、ESR、电化学、酶促反应动力学等实验表明吸附的核酸适配体促进八面体Ag2O向溶解氧的电子转移,生成大量的·O2-和~1O2,从而促进紫色显色底物生成。当传感体系中加入有机磷农药后,则适配体会优先与靶标结合形成稳定复合物而被消耗,无法再增强八面体Ag2O的氧化酶活性,此时传感溶液呈现浅紫色甚至无色。所构建比色传感器对水胺硫磷在20-100μg·L-1呈现出良好的线性范围,检测限低至10μg·L-1,实际样品中平均回收率范围为87.5-96.2%,并具有良好抗干扰能力。综上所述,本论文将不同形态Ag2O作为比色传感信号的输出材料,构建了两种具有简单、快速、稳定性好、特异性强等优点的新型比色传感器。为实际食品样品的农残大规模检测和现场检测提供了一种快速而高效的替代方案。
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