一种电位型有机磷生物传感器及其制备方法与流程

本发明涉及一种电位型有机磷生物传感器及其制备方法，属于分析测试技术领域。

背景技术

农药残留造成人、畜中毒的事件时有发生，其致癌、致畸及致基因突变等隐患更令人担忧。有机磷农药是使用范围最广、使用量最大的一种农药。当前有机磷农药残留检测方法主要是色谱法[王宗贤，高志贤，马成，有机磷检测方法的进展，中国卫生，2003,13(4),401-403]。由于色谱法前处理过程繁琐，对检测人员的技术要求高，不适合现场快速检测。

基于电化学分析原理的生物传感器技术具有快速、灵敏、准确且易于连续自动化的特点，能够满足现场快速检测的需要。在已有的电位型有机磷农药生物传感器中，普遍是采用交联法或共价键合法将乙酰胆碱酯酶固定在尼龙网上，然后用‘o’形圈将尼龙网固定到ph计的玻璃电极上[乙酰胆碱酯酶在尼龙网上的固定化研究,化学世界,2007,48(12):751-753；乙酰胆碱酯酶生物传感器的研究,农药,2008,47(8):577-579]。这样制备的酶膜不均匀，且酶膜与电极的贴合度不高，因而制备出的传感器一致性和重复性不够理想。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电位型有机磷生物传感器及其制备方法。本发明将乙酰胆碱酯酶固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜上，制备出的传感器结构稳定，一致性和重复性好。

本发明采用脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶包埋法将乙酰胆碱酯酶固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜基体材料上，再将制备的酶膜用‘o’形圈固定于ph计的玻璃电极上，即制得电位型有机磷生物传感器。本发明的技术方案具体介绍如下。

本发明提供一种电位型有机磷生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

(1)脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶的制备

将0.8～1.2g脱乙酰基魔芋葡甘聚糖精粉和80～120ml浓度为0.8～1.2g/l的na2co3溶液混合搅拌成半透明胶状液体后，再继续搅拌15～25min，制得脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶；

(2)酶膜的制备

称取0.8～1.2mg的乙酰胆碱酯酶、0.8～1.2ml磷酸缓冲溶液和0.8～1.2ml脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶，混合均匀，得到混合溶液；取2～5μl混合液滴涂在聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜上，再置于冰箱中4℃的温度下冷藏干燥，得到酶膜；

(3)酶电极的制备

将酶膜用‘o’形圈固定在ph计的复合电极上，制得酶电极，即电位型有机磷生物传感器。

本发明中，步骤(2)中，聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜的孔径为1-10μm。

本发明还提供一种上述的制备方法制得的电位型有机磷生物传感器。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用脱乙酰基魔芋葡甘聚糖包埋法将乙酰胆碱酯酶固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜上，得到酶膜具有亲水性好、渗透性好、平整光滑、机械强度高、柔韧性好等优点。进而采用该酶膜制备出的电位型传感器，该传感器灵敏度高、响应快、一致性和重复性好的优点。

附图说明

图1为农药对实施例1中的传感器电位响应值的抑制率和农药浓度的对数值关系。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

实施例1

1.脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶的制备

称取0.8g脱乙酰基魔芋葡甘聚糖精粉加入到100ml浓度为1.0g/l的na2co3溶液中，同时用电动搅拌机搅拌。在溶液变为半透明胶状液体，此时再用电动搅拌机搅拌20min。将制备的溶胶转移到抽滤瓶中，抽滤瓶口用橡皮塞封堵，抽至溶胶内无气泡即可。

2.酶膜的制备

称取1mg的乙酰胆碱酯酶于离心管中，并加入1ml磷酸缓冲溶液，再加入1ml脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶，混合均匀。取2μl上述混合液滴涂在孔径为10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜上，置于冰箱中4℃冷藏干燥。

3.酶电极的制备

将制备好的酶膜用‘o’形圈固定在ph计的复合电极上，即制得酶电极。

实施例2

其他实施条件和参数同实施例1，区别仅在于聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜的孔径为5μm。

实施例3

其他实施条件和参数同实施例1，区别仅在于是聚对苯二甲酸乙二醇酯有机核孔膜的孔径为1μm。

实施例4

其他实施条件和参数同实施例1，区别仅在于滴涂的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶与乙酰胆碱酯酶的混合液的体积为3μl。

实施例5

其他实施条件和参数同实施例1，区别仅在于滴涂的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖溶胶与乙酰胆碱酯酶的混合液的体积为5μl。

应用实施例1

将实施例1制得的有机磷农药生物传感器测定有机磷农药敌敌畏。温度为30℃，底物(氯化乙酰胆碱溶液)浓度为8×10^-3mol·l^-1，ph＝7.0缓冲溶液中，酶膜在农药中的温育时间为3min。

农药对传感器电位响应值的抑制率和农药浓度的对数值关系如图1所示。结果表明，其线性响应范围为1～10mg/l，检测下限可达0.4mg/l。

抽取10批次的测试条对同一实际样品进行测试，测试相对标准偏差小于3％。测试条对底物连续测定10次，测试相对偏差为2.8％。

上述测试结果表明该传感器具有较高的灵敏度、较快的响应时间及良好的一致性和重复性。

应用实施例2

将实施例2制得的有机磷农药生物传感器测定有机磷农药敌敌畏。温度为30℃，底物(氯化乙酰胆碱溶液)浓度为8×10^-3mol·l^-1，ph＝7.0缓冲溶液中，酶膜在农药中的温育时间为4min。传感器线性响应范围为1～10mg/l，检测下限可达0.4mg/l。

应用实施例3

将实施例3制得的有机磷农药生物传感器测定有机磷农药敌敌畏。温度为30℃，底物(氯化乙酰胆碱溶液)浓度为8×10^-3mol·l^-1，ph＝7.0缓冲溶液中，酶膜在农药中的温育时间为6min。传感器线性响应范围为1～10mg/l，检测下限可达0.4mg/l。

应用实施例4

将实施例4制得的有机磷农药生物传感器测定有机磷农药敌敌畏。温度为30℃，底物(氯化乙酰胆碱溶液)浓度为8×10^-3mol·l^-1，ph＝7.0缓冲溶液中，酶膜在农药中的温育时间为3min。传感器线性响应范围为2～8mg/l，检测下限可达0.2mg/l。

应用实施例5

将实施例5制得的有机磷农药生物传感器测定有机磷农药敌敌畏。温度为30℃，底物(氯化乙酰胆碱溶液)浓度为8×10^-3mol·l^-1，ph＝7.0缓冲溶液中，酶膜在农药中的温育时间为3min。传感器线性响应范围为2～6mg/l，检测下限可达0.1mg/l。