基于复合纳米材料-离子液体的新型乙酰胆碱酯酶生物传感器的研制并用于有机磷农药的检测1

1、基于复合纳米材料-离子液体的新型乙酰胆碱酯酶生物传感器的研制并用于有机磷农药的检测的综述1 引言目前食品安全是全社会广泛关注的焦点问题。近几年，虽然国内外不断加大对食品安全监管的力度，但“从农田到餐桌”的食品产业链条依然危机四伏，不断通过各种媒体进入公众视野的如“瘦肉精”猪肉中毒事件、“劣质奶粉事件”、“苏丹红事件”、“多宝鱼”、“二噁英”、“农药残留”等事件，使民众对食品安全忧心忡忡。 在原料农、牧产品的生产中，大量不合理的使用兽药、化肥、激素，使农业及农村环境污染日益加剧，大量有毒有害物质附着沉淀在农（畜）产品中，如水果、蔬菜中的有机磷、有机氯农药的残留，在草莓、番茄、香蕉、西瓜等农产品中

2、使用催熟剂，粮食作物中铅、镉等重金属污染，猪肉中瘦肉精、禁用兽药等的残留都会引起慢性、急性食物中毒，食品安全从原料开始，便受到严重的威胁。在水产品养殖业中，不法业主为了提高水产品的成活率和出品率，不惜使用禁用鱼药，甚至使用激素类药物，有些药物代谢速度非常慢，因此大量残留在成品中，严重威胁着人民群众的身体健康。在食品安全检测中，农药残留量已经成为重要的检测指标。农药残留检测技术和标准是保证食品安全的重要支撑。时代的发展对食品农药残留检测的灵敏度要求越来越高，检测范围也在扩大。农药残留检测不仅要检测农药的目标物，还要对其毒性比较大的代谢物进行检测。这无疑对食品农药残留的检测提出了更高的要求。现在常

3、用的检测手段有色谱法、色谱-质谱联用法和波谱法1,2，这些方法虽然选择性和灵敏度较好，但仪器复杂、价格昂贵、操作繁琐、使用成本高、难以在现场使用，因而普及困难。因此，迫切需要研究和开发一些快速、方便、可靠的食品安全检测技术。生物传感器分析技术与传统的检测方法相比具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、能在线检测等优点，它作为一种检测手段已在食品安全检测领域得到广泛的研究与应用。生物传感器3的应用大大缩短了农药残留的检测所用的时间， 而且基于电化学方法的生物传感器， 为仪器的小型化、智能化提供了可能。电化学生物传感器的原理如图1所示，其构成包括两部分：生物敏感膜和换能器。被分析物扩散进入固定

4、化生物敏感膜层，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的化学换能器或物理换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表（检测放大器）放大并输出，便可知道待测物浓度4,5。图1：电化学生物传感器示意图电化学生物传感器根据生物分子识别元件上的敏感物质可分为酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、DNA 传感器及组织传感器等。而基于酶的电化学生物传感器主要有电压型6、电流型7和电压电流型三类。所用的酶类主要有水解酶、胆碱氧化酶、乙酰胆碱酯酶、丁酰胆碱酯酶等，进而形成了单酶型 (胆碱酯酶或水解酶)和双酶型 (胆碱酯酶与胆碱氧化酶)的电化学生物传感器。近年来，基于特定酶活性的抑制原理设计的酶生物

5、传感器(EBS)在农药残留的检测方面受到极大的关注，例如乙酰胆碱酯酶生物传感器在农药残留方面的检测。乙酰胆碱酯酶(AChE，也称真胆碱酯酶)，广泛存在于动物的组织、血液、昆虫组织及植物中。早在30多年前，就有AChE提取方法的报道。由于昆虫饲养容易且繁殖周期短，因此昆虫的乙酰胆碱酯酶8,9的提取倍受青睐。多以昆虫幼虫为材料分离纯化乙酰胆碱酯酶。目前，主要有两种提取乙酰胆碱酯酶的方法：一种是硫酸铵和丙酮沉淀法；另一种是凝胶过滤层析法(Sephadex G-100和G-200两种)。现在市场上使用的酶主要是从敏感家蝇头部提取纯化的乙酰胆碱酯酶10,11 。胆碱酯酶电流型传感器的工作原理12,13：

6、底物氯化乙酰硫代胆碱酯酶在催化作用下水解为乙酸和巯基胆碱，巯基胆碱是具有电活性的物质，在外加一定电势的前提下，可在pt、玻璃等基础电极表面氧化，产生的氧化电流强度可反映出它的电极表面的浓度。当胆碱酯酶被农药抑制时，氧化电流的大小能准确的反映出酶被抑制的程度，从而检测出农药残留的浓度。CH3-CO-O(CH3)2-NCl(CH3)3CH3-COOH+HO-(CH2)2- NCl(CH3)3 (1) Enz-Ser-OH+R-O-PO-(OCH3)2Enz-Ser- O-PO-(OCH3)2+R-OH (2) 水解检测氯化硫代乙酰胆碱水解电流并按下式计算AChE的百分抑制率：A=(I0-I)/I0

7、 ×100A：酶的百分抑制率（与农药残留具有正相关性）I0：未被有机磷抑制的酶电极稳定响应电流（空白电流）I：指被有机磷抑制后酶电极的稳态响应电流2 国内外研究进展2.1 乙酰胆碱酯酶的固定化2.1.1 吸附法吸附法是通过载体表面和酶分子表面间的次级键相互作用而达到固定目的的方法。只需将酶液与具有活泼表面的吸附剂接触，再经洗涤除去未吸附的酶便能制得固定化酶。是最简单的固定化技术，在经济上也最具有吸引力。该方法操作简便，条件温和，不会引起酶变性失活，载体廉价易得，而且可反复使用。但酶与载体结合不牢固而容易脱落，所以使用受到一定的限制14。吸附法分为物理吸附法和离子吸附法。物理吸附法常用

8、的固体吸附剂有活性炭、氧化铝、硅藻土、多孔陶瓷、多孔玻璃、硅胶、羟基磷灰石等。离子吸附法常用的交换剂有CM-纤维素、DEAE-纤维素、DEAE-葡聚糖凝胶等；其他离子交换剂还有各种合成的树脂如Amberlite XE-97、Dowe X-50等。Takeshi Shimomura等15研制了杂交介孔膜固定酶检测乙酰胆碱的电流型生物传感器。AChE和胆碱氧化酶固定于孔隙直径为12nm的杂交介孔二氧化硅膜上。测量连续的酶反应产生的过氧化氢，检测范围为 6.0800M，反应时间约3 min。与自由酶相比稳定性好，在保存80天后还有80%酶活性。还研究了通过对AChE的抑制检测Ops杀虫剂。Zheny

9、u Wang等16研究了通过不同的纳米粒子吸附和抑制AChE。在有蛋白质和酶的情况下，通过反应会引起人造纳米粒子的中毒。AChE是存在于大脑、血液和神经系统中主要的酶，因此，通过SiO2，TiO2，Al2O3，Al，Cu，CuC，MWCNT和SWCNT八种纳米粒子吸附和抑制AChE。修饰埃尔曼试验测定AChE活性，因为纳米粒子能吸附颜色变化的微黄色产物，5-巯基-2-对硝基苯甲酸 (5-MNBA)。通过AChE活性的减少评价纳米粒子的吸附和抑制速率。SWCNT对AChE的吸附可达94%，纳米SiO2和Al2O3吸附最低。然而，有Cu和CuC纳米粒子释放的Cu2+ 能使AChE的活性分别减少40

10、%和45%。通过这些试验AChE用于纳米粒子的生物标记有很大的潜力。2.1.2 共价结合法共价结合（偶联）法是目前研究中最活跃的方法。它的原理是酶蛋白分子上的功能基团和固相支持物表面上的反应基团之间形成共价键，因而将酶固定在支持物上。共价偶联法得到的固定化酶结合牢固、稳定性好、利于连续使用。但是载体活化的操作复杂，反应条件激烈，需要严格控制条件才可以获得较高活力的固定化酶。共价键结合法所采用的载体主要有：纤维素、琼脂糖凝胶、葡聚糖凝胶、甲壳质、氨基酸共聚物、甲基丙稀醇共聚物等。Ivaylo Marinov 等17将聚合丙烯腈膜和金纳米粒子（GNPs）制成膜孔固定AChE，用1-甲基-3-碳亚胺

11、氢氯化物通过共价键的方法固定酶到纳米管薄膜上。最佳固定条件为：酶溶液；4 C下固定15h，同时检测了固定酶的生物化学特性和动力学参数。Wei Zhu等18报道了一种新的微透析-电化学装置同时检测用N-甲基-（R）-猪毛菜酚处理的鼠脑中的乙酰胆碱和胆碱，研制了聚合物（m-(1,3)-苯二胺）（pmPD）和聚酪胺固定酶的电化学生物传感器。这种生物传感器的应用能更好的理解帕金森疾病的发病机理。Ravi Sinha 等19研制了基于氧化锌溶胶-凝胶的AChE生物传感器用于杀虫剂的检测。研究了用氧化锌做基质固定AChE的电流型生物传感器检测杀虫剂对氧磷，对氧磷在，可以通过对AChE的抑制检测有机磷杀虫剂

12、。固定的酶的活性在，4 C下能保持三个月。Subramanian Viswanathan 等20报道了聚苯胺沉积到ssDNA包埋垂直组装的碳纳米管修饰AChE电化学生物传感器用于检测杀虫剂。 通过杀虫剂对酶的抑制分别检测常用于蔬菜的两种Ops杀虫剂甲基对硫磷和毒死蜱，检测范围在1.0×1011-1.0×106M (0.6 < SD< 3.5)时传感器有很好的再生能力和稳定性。这种传感器同样可用于检测水样中的甲基对硫磷和毒死蜱。WenJing Chen等21报道了用毛细管柱法固定蛋白质的进展。在丝状二氧化硅毛细管柱中固定蛋白质（酶），已经在手性分离、定位肽、药物筛

13、选、预富集等方面得到重要的应用。该文报道了固定蛋白质于毛细管柱的几种方法，包括溶胶-凝胶法、物理吸附法、离子螯合吸附法、基本的液体蛋白质的固定和共价键法。 交联法借助双功能试剂使酶分子之间发生交联作用，制成网状结构的固定化酶的方法。常用的双功能试剂有戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐、双偶氮苯等。其中应用最广泛的是戊二醛。交联法制备的固定化酶或固定化菌体结合牢固，可以长时间使用。但由于交联反应条件较激烈，酶分子的多个基团被交联，致使酶活力损失较大，而且制备成的固定化酶或固定化菌体的颗粒较小，给使用带来不便。为此，可将交联法与吸附法或包埋法联合使用，以取长补短。O. Stoilova等22报道了苯乙烯

14、-马来树脂酐共聚物的功能性电纺丝膜固定AChE。AChE在戊二醛做交联剂以共价键的方式固定于修饰膜上，并测定了固定蛋白的用量和AChE的活性，被修饰的AChE显示出很高的活性。固定酶的浓度为，pH为7，用体积比为10戊二醛做交联剂。Tamara Lazarevi Pati等23用戊二醛做交联将AChE固定在有活性的约束性气孔玻璃上。张璐等24应用化学交联法将巴西日圆线虫乙酰胆碱酯酶固定于多壁碳纳米管修饰的玻璃电极表面，制备了电化学生物传感器用于检测有机磷农药。Ovidiu Ilie Covaci等25报道了优化硝基苯胺重盐固定AChE于微电极用于灵敏检测Ops杀虫剂。本研究优化了用对硝基苯胺重

15、盐修饰AChE铂金微电极。首先，对硝基苯基在电极表面沉淀然后分解；最后用戊二醛将酶交联在氨基上。每一步制备的修饰电极都用CV和电化学交流阻抗光谱测定电极特性，中性pH修饰不同组分在电极上的变化。通过电位法、电流法和CV测试重盐组分，只有电位法在表面没有钝化现象。使用微电极改进了检测乙基对氧磷的检测限与丝网印刷电极相比检测限从100nM降到20nM。这种方法建构的电流型微生物传感器稳定、可再生，并适用于其他酶和电极材料。Michele Del Carlo等26报道了用普鲁士蓝修饰的丝网印刷电极获得胆碱氧化酶生物传感器检测蜂蜜中的香豆磷。用戊二醛做交联剂，通过交联的方法固定胆碱氧化酶到PB-SPE

16、的表面。Xia Sun等27研制了基于普鲁士兰修饰乙酰胆碱酯酶生物传感器用于检测有机磷农药残留。这种传感器有双模（壳聚糖膜和普鲁士蓝膜）修饰玻碳电极，壳聚糖28膜通过戊二醛交联剂固定AChE，提高了识别杀虫剂的选择性。普鲁士蓝膜电沉积在GCE表面加快电子转移。2.1.4 包埋法包埋法是将游离酶包埋于格子或微胶囊内，格子的结构可以防止酶渗出到周围的培养基中，而底物分子仍能渗入格子内与酶接触。包埋类型可有：网格型、微囊型及脂质体液膜型。包埋法一般不需要与酶蛋白的氨基酸残基进行结合反应，酶的空间结构很少改变，酶活性的回收率较高，可用于许多酶的固定化。但此法只适用于小分子反应的底物或产物，这样才可以通

17、过高分子聚合物进行扩散。Dan Du29报道了基于碳纳米管有微胶囊包着的多吡咯和聚苯胺共聚物的电流型AChE生物传感器监测OPs。合成的Pan-PPy-MWTNTs共聚物具有很好的渗透性和相同的形态，能理想的包埋酶分子。Georges Istamboulie等30用物理包埋法固定AChE和PTE于乙烯感光树脂聚合物（AWP）中, AWP和酶的比例70:30 (v/v)。漩涡混匀混合液，并短时的离心消除泡沫。用微量注射器吸取3L混合液均匀滴在工作电极表面，在4 C的氖光下叠氮化合物中光聚3h，然后4 C下干燥48h。研制的AChE和PTE复酶生物传感器能有效的区别毒死蜱和毒虫畏的抑制作用。等31

18、研制了低成本集成电路片中制成人造神经网（ANNs）研制出丝网印刷酶传感器用于检测杀虫剂。用包埋法固定酶于光敏聚合物（AWP）乙烯醇上, AWP和酶溶液的比例为 70:30% (v/v)。用数字信号微控器完成人造神经网设备，从而研制电流型AChE生物传感器用于杀虫剂混合物的分析。用数字信号微控器完成两个ANNs对不同浓度的氧毒死蜱和毒死蜱在三个传感器上的反应，得到较好的预测结果，已成为低成本分析化学检测的专业方法。Dan Dua等32报道了固定AChE于-环式糊精于多壁碳纳米管修饰玻碳电极，这种高灵敏性的电流型生物传感器用于OPs杀虫剂的经检测。通过聚合包埋法合成的复合材料的特性用傅立叶变换红外

19、光谱(ATR-FTIR)和扫描电子显微镜表征(SEM)。由于-环式糊精于多壁碳纳米管复合材料好的可分散性和渗透能力，为建构AChE生物传感器提供了适宜的微环境，并能保持AChE的生物活性用于检测OPs。MWCNTs在低电压时能促进电子转移反应和促进硫代胆碱电催化氧化，因此能提高检测的灵敏性。基于OPs对AChE活性的抑制，检测乐果样品，乐果抑制的浓度比例范围是和2.44-10.00M,检测限为2 nM (S/N = 3)。这种传感器可再生性和稳定性强，为分析酶的抑制提供了新的方法。B. Ebrahimi等33报道了响应面分析法优化和评价用陶瓷包埋法固定AChE本方法用溶胶-凝胶-多壁碳纳米管复

20、合材料支撑陶瓷圆管固定AChE，响应面分析法设计和分析固定反应，二次数学方程式预测酶的活性。优化参数后的结果显示出固定AChE于溶胶-凝胶-多壁碳纳米管复合材料的活性高于用溶胶-凝胶或石墨溶胶-凝胶固定。并且，这种系统有高的稳定性和可再生能力，分别在30，40，50min检测得到的标准偏差为1.88%，2.11%和2.13%。 胆酶传感器的电极材料2.2.1 纳米碳Liu G等34通过一层一层的静电自组装AChE到多壁碳纳米管上修饰玻碳电极。Yavor Ivanov等35研制了通过亲和力作用固定专一位点的AChE到多壁碳纳米管聚合膜的电流型生物传感器，这种传感器用于有机磷农药残留的检测，对样品

21、溶液中对硫磷的检测限为×1012gl1。2.1.2 金纳米粒子Ivaylo Marinov等36制备了包溶金纳米粒子的纳米聚合膜的乙酰胆碱酯酶安培计型硫代乙酰胆传感器，这种传感器对对氧磷的检测限为7.39×1011 gl1。LI Yan- Rong等37固定乙酰胆碱酯酶到一维金纳米粒子上，研制了用于检测有机磷杀虫剂的传感器。在优化实验条件下，对甲胺磷的检测范围-1。Dan Du等38报道了基于碲化镉量子点(CdTe QDs )/金纳米粒子有壳聚糖微球体修饰的AChE生物传感器。CdTe QDs和GNPs结合提高了电子转移，促进了硫代胆碱的电催化氧化，因此对酶作用物有很高的亲

22、和力和敏感性，可快速方便的检测久效磷。 纳米复合材料Dan Du等39报道了一步合成碳纳米管-金纳米复合材料构建电流型AChE生物传感器。合成的MWCNTs-Au纳米复合材料为吸着生物分子提供了极易亲水的表面，制备了稳定的AChE生物传感器。该传感器能对Ops做出简单而有效的生物监测，以马拉息昂为样品，抑制比浓度范围是和2-15g/ml，检测限为。Alina C Ion等40研制了基于碳纳米管-壳聚糖复合材料的乙酰胆碱酯酶伏安生物传感器检测有机磷杀虫剂。因为纳米材料增大了表面积和传导性，AChE对硫代乙酰胆碱（ATCl）的亲和力提高，快速反应形成了硫代胆碱。这种传感器对ATCl浓度的响应曲线分

23、为两段，一段为，另一段为，检测限为1.58×1010M。Jingming Gong等41用一步电沉积方法构建了三维有孔钙碳酸盐-壳聚糖复合膜固定AChE的生物传感器检测杀虫剂。用这种复合膜作为固定酶的基质，得到高灵敏性和稳定性的AChE传感器检测甲基对硫磷，抑制甲基对硫磷的浓度比例范围从到-1，检测限为1ngml-1。Du D42等报道了碳纳米管和金合成纳米复合材料或结合壳聚糖构建AChE生物传感器。Jingming Gong等43报道了用金-多吡咯网状复合纳米材料固定AChE修饰玻碳电极的生物传感器检测甲基对硫磷杀虫剂。这种网状纳米材料不仅提供了用于保持AChE生物活性的生物微环境

24、，而且对检测有机磷显示出强大的协同效应。金纳米粒子(AuNPs)和多吡咯纳米线（PPyNWs）的结合促进酶的氧化产生硫代胆碱，增强了检测的灵敏性，对甲基对硫磷的检测限为-1。Yunhe Qu等44制备了层-层自组装AChE/树状大分子聚酰胺-Au纳米粒子到碳纳米管上的修饰电极检测杀虫剂。电极上的碳纳米管为固定AChE提供了适宜的环境，修饰的膜提高了电催化活性和膜与电极表面的电子转移速度。对虫螨威的响应线性范围是×10-9M-0.9×10-7M，检测限为4.0×10-9M。2.1.4 离子液体离子液体45是一种新型的有机溶剂，是在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构

25、成的物质，典型的离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子构成的。与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有一系列突出的优点，例如几乎无蒸汽压，无可燃性，对有机、无机和有机金属化合物有极好的溶解能力，液程宽，热稳定性高46。离子液体的无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、易回收、可反复多次循环使用、使用方便等优点，是传统挥发性溶剂的理想替代品，它有效地避免了传统有机溶剂的使用所造成严重的环境、健康、安全以及设备腐蚀等问题，为名副其实的、环境友好的绿色溶剂。由于离子液体具有导电性、难挥发、不燃烧、电化学稳定电位窗口比其它电解质水溶液大很多等特点，因此，离子液体已广泛用于电化学的研究。Luci

26、an Rotariu等47研究了在碳纳米管-离子液体(CNT-IL)凝胶传感器上低压硫代胆碱的氧化作用。比较了八种硫代胆碱传感器的循环伏安和电流特性，得出在36-45A/mMcm2时选择使用凝胶修饰的碳纳米管-离子液体传感器对检测AChE有很好的灵敏性，已被用于检测农药残留。Muhammad Moniruzzaman等48对离子液体中酶反应的研究进展做了综述。总结了酶在离子液体中的反应活性、固定酶的方法、酶的稳定性等。 溶胶-凝胶丝网印刷电极材料Andreescu 等49,50采用了聚合体和溶胶- 凝胶材料将AChE固定在丝网印刷电极上。高慧丽等51采用溶胶- 凝胶材料，将AChE固定在醋酸纤

27、维膜上，检测有机磷农药的残留。Michael Waibel 等52采用溶胶- 凝胶材料将乙酰胆碱酯酶固定在丝网印刷电极制备了农药残留生物传感器检测对氧磷的检测限为1g/L，检测对硫磷的检测限10g/L。Hanane Zejli等53建立了基于AChE的氧化铝溶胶-凝胶/超声凝胶-碳电极检测有机磷农药，温育10min，对氧甲基毒死蜱的检测限为2.5×10-10M。Georges Istamboulie等54用丝网印刷聚合物（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）作为电化学介质用于AChE生物传感器，这种电极介质与传统的电极介质相比显示出高的传导率，用于检测有机磷农药中的氧化毒死蜱。2.3

28、 水果蔬菜中的有机磷农药残留的检测 周祖新等55以尼龙网为载体，采用共价键法固定酶，研制了乙酰胆碱酯生物传感器用于水果中有机磷农药残留的检测。张君等56制备了用于水果蔬菜中检测有机磷农药残留的高灵敏丝网印刷酶电极，采用丝网印刷技术在PVC 板材上分步套印制出三电极， 然后在工作电极上通过分子交联和Nafion 膜协同固定乙酰胆碱酯酶的新思路来制备的单酶型电化学生物传感器。 邱朝坤等57对酶抑制法快速检测有机磷农药残留进行研究。以鲫鱼脑、肝脏和肌肉乙酰胆碱酯酶(AChE)为检测用酶，对白菜、青椒、西红柿、豆角、空心菜中的敌敌畏、辛硫磷和毒死蜱有机磷农药的残留进行检测。蓝炎阳等58研究了直接测定残

29、留农药对乙酰碱酯酶的抑制率高低显示农药残留毒性水平 ，具有简便、快速、准确、经济的特点，适用于水果中有机磷和氨暴甲酸酯类等农残的快速检测。Josiane Caetano等59报道了通过抑制乙酰胆碱酯酶的活性检测西红柿中甲萘胺的安培计型生物传感器。Dan Du等60报道了基于多吡咯和聚苯胺共聚物上参杂多壁碳纳米管的乙酰胆碱酯酶电流型生物传感器检测有机磷农药的残留。这种传感器有很好的稳定性和再生能力，对有机磷的检测限为1.0 ng/mL。Huanshun Yin等61报道了将乙酰胆碱酯酶固定在金纳米粒子和蚕丝蛋白上修饰铂电极的电流型生物传感器，用于检测甲基对氧磷、虫螨威和辛硫磷。蚕丝蛋白为酶分子提

30、供了适宜的生物环境，稳定了生物活性，并且有效的阻止了酶从铂电极表面脱落。硫代乙酰胆氯化物起氧化作用，金纳米粒子能在电压较低时促进电子转移作用和促进硫代胆碱的电化学氧化作用，从而提高了检测的灵敏性。这种传感器对甲基对氧磷、虫螨威和辛硫磷的检测限分别为2×10-11M、1×10-10M、2×10-9M。2.4 水中的有机磷农药残留的检测 Alhareda62等用乙酰胆碱酯酶直接检测自来水和果汁样品中的对氧磷和敌百威。孟范平等63将乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AChE)传感器与流动注射系统(flow injection analysis sy

31、stem，FIA)相结合。通过光学方法测定固定化酶受农药抑制后的残余活性，对海水中微量甲基对硫磷进行定量分析。在01100gL之间，农药浓度的对数值与固定化酶活性的抑制率之间具有良好的线性关系(r=0995 3)。利用该系统检测含甲基对硫磷分别为08 gL和50 L的模拟海水样品，获得了较好的准确度和精密度，平均相对误差和变异系数均小于1O。Lu Zhang等64应用化学交联法将巴西日圆线虫乙酰胆碱酯酶(AChE)固定于多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面，制备用于有机磷农药检测的电化学生物传感器。测定了湖水中马拉硫磷的含量，回收率为97%105%。响应电流与马拉硫磷的浓度在6. 0 ×1

32、0 - 10 6. 0 ×10 - 9 mol·L - 1范围内呈良好的线性关系，检出限为1.0 ×10- 10 mol·L1。陈向强等65采用丝网印刷技术制作厚膜型电极， 通过交联法将乙酰胆碱酯酶固定在电极上， 开发快速检测水中有机磷农药的酶传感器。 在交联固定酶的情况下， 根据酶活受到有机磷抑制的原理， 采用时间-电流法对特丁硫磷和对硫磷进行了检测。结果表明:这两种有机磷的检测限都可以达到1 ng/ mL。3 发展趋势因为纳米颗粒具有表面效应、尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，与常规表面活性材料相比表面活性位置增加，吸附点位置增多，因而增加了化学

33、反应的接触面和催化能力，可以作为优良的电极材料。而离子液体具有熔点低、稳定性高、溶解能力强、导电性高、蒸汽压低电势窗宽等普通有机溶剂和水而不具备的独特性质，已被广泛的应用于电化学领域。此外，离子液体还具有良好的生物相容性，是一些生物分子电催化过程中的理想介质。因而纳米粒子与离子液体复合材料能进一步改善和提高传感器的性能，如可提高生物催化活性，加快电子转移和具有协同催化作用等。合成功能化的离子液体和纳米材料有效的结合，改善传感器的整体性能。提高AChE检测的灵敏度，使之更方便快捷的检测有机磷农药。优化电极结构，寻求AChE在电极表面固定的新方法；纳米粒子与离子液体复合材料复合成分的选择、复合物制

34、备方法，从而获得优良性能的复合物，进而提高传感器的灵敏度、选择性、稳定性、电催化活性及生物兼容性。参考文献1 Qiuhua Wu, Xin Zhou ,Yuemin Li, Application of dispersive liquid-liquid microextraction combined with high-performance liquid chromatography to the determination of carbamate pesticides in water samplesJ. Anal Bioanal Chem (2009) 393:17551761.2

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