[发明专利]乙酰胆碱酯酶生物传感器的制备以及对有机磷的检测应用

说明书

本发明通过合成铜纳米线。将铜纳米线与rGO‑TEPA进行混合，修饰到玻碳电极上，室温干燥之后，再将乙酰胆碱酯酶与壳聚糖戊二醛混合物修饰到电极上，放在冰箱孵育直至其干燥，构建乙酰胆碱酯酶‑壳聚糖‑戊二醛/还原性氧化石墨烯‑四乙烯五胺‑铜纳米线/玻碳电极(AChE‑CS/rGO‑TEPA‑Cu NWs/GCE)生物传感器。本发明利用有机磷对乙酰胆碱酯酶的抑制作用构建了一种用于有机磷检测的电化学生物传感器。简单方便并且具有灵敏度高等优点，为有机磷的检测技术开拓了新的空间。

技术领域

本发明属于有机磷农药领域领域，涉及到生物传感器，具体涉及到一种乙酰胆碱酯酶有机磷农药生物传感器及其制备方法。

背景技术

我国是一个农业大国，有机磷农药的广泛应用在预防农作物病虫害方面起了巨大作用，但是随着有机磷农药的长期滥用，它已经成为了危害环境安全和人类健康的重大安全隐患。因此建立一套安全、灵敏的有机磷检测方法显得尤为重要。

传统的有机磷检测方法有：气相色谱法、液相色谱法、酶联免疫分析法以及质谱法等。但是这些方法设备价格昂贵，测定时间较长，不适合现场检测。而生物传感法检测有机磷因其操作简单，灵敏度高，引起广泛关注。

发明内容

针对现存检测有机磷方法的不足，本发明的目的在于，提供一种了一种操作简单，成本低廉，灵敏度高，能实现快速检测有机磷农药的AChE-CS/rGO-TEPA-Cu NWs/GCE生物传感器及其制备方法。

具体地，本发明的检测有机磷的电化学传感器是以玻碳电极为基底电极，将rGO-TEPA-Cu NWs混合材料(2:1)修饰到电极表面，待其在烤灯下干燥之后，再在其表面覆盖一层戊二醛-壳聚糖-乙酰胆碱酯酶混合膜，置于4℃冰箱干燥，构建了用于检测农药残留的电化学生物传感器。其中rGO-TEPA具有片状的褶皱，增加电极的比表面积，铜金属元素，可以催化硫代胆碱的氧化，rGO-TEPA-Cu NWs混合材料的协同作用可以增加材料的稳定性，同时避免铜纳米线的氧化。

本发明以上所述的铜纳米线通过化学还原法合成，将1mL0.1M硝酸铜，0.16mL EDA和25μLN₂H₄(55wt％)溶液依次加入到20mL高度浓缩的氢氧化钠(15M)溶液中，在60℃条件下反应两个小时。在溶液的表面得到了一层糕红状的物质，即为终产物铜纳米线。

根据本发明的实施方案，提供了使用AChE生物传感器检测有机磷，比如马拉硫磷的方法，所述的方法包括将构建的AChE生物传感器浸入到不同浓度有机磷溶液孵育10分钟，采用差分脉冲伏安法，进行电化学检测，建立不同浓度的马拉硫磷与乙酰胆碱酯酶抑制率的标准曲线。

本发明的有益效果：还原性氧化石墨烯-四乙烯五胺(rGO-TEPA)具有优异的导电性，可以增强电流响应，多层褶皱的片层结构可以增加电极的比表面积，同时增加乙酰胆碱酯酶的负载量。铜作为一种金属，价格便宜的同时可以增加硫代胆碱的氧化能力，纳米线的高比表面积可以增加电极稳定性。壳聚糖是天然产物，且具有良好的生物相容性和稳定性，能够在电极表面很好的保持乙酰胆碱酯酶的活性。因此，在本发明中构建乙酰胆碱酯酶/rGO-TEPA-铜纳米线/玻碳电极，用来检测有机磷。

由上可知，本发明操作简单，快速方便，解决了传统检测有机磷耗费时间长，操作繁琐等问题。

附图说明

图1是本发明制备的AChE-CS/rGO-TEPA-Cu NWs/GCE生物传感器的实验流程图；

图2是AChE-CS/rGO-TEPA-Cu NWs/GCE生物传感器的电化学行为，(a)rGO-TEPA-CuNWs/GCE在ATCl溶液中的循环伏安图；(b)AChE-CS/rGO-TEPA-Cu NWs/GCE在PBS溶液中的循环伏安图；(c)AChE-CS/rGO-TEPA-Cu NWs/GCE在ATCl溶液中的循环伏安图；