铂钴合金修饰的乙酰胆碱酯酶生物传感器的研制
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范 围宽 、 灵敏度高等优点 ， 用于蔬菜 、 水果 中有机磷农药 的测定 ， 效果 良好 。 关键词 ： 聚碳酸酯模板 ； Ｐ ｔ — Ｃ ｏ 合金 纳米 线阵列 ； 乙酰胆碱 酯酶 ； 传感器 ； 辛硫磷
中 图分 类 号 ： ０ ６ ２ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ４－ ０ ２ ７ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ４－ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ｌ － Ｏ ５
有机磷农药广泛应 用于农业 以保证 丰产丰 收， 是 世 界上 生 产 和 使 用 最 多 的农 药 品种 。研 究 表 明， 某 些 有 机 磷 农 药 对 动 物 有 致 畸 性 和 致 癌 性ｌ １ Ｊ 。有 机磷 经 过 皮 肤 、 呼 吸 以及 肠 胃吸 收 等 途
径进入人体后 ， 对 体 内胆 碱 酯 酶 的活 性 产 生 抑 制 作用 ， 使 大量 的 乙酰胆 碱 在体 内蓄 积 ， 直接 或 间接 对 人 们 的健康 产生 危 害 。
代底 物 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 仪器 与试剂
Ｃ Ｈ Ｉ ６ ６ ０ Ｄ电化学工 作站 （ 中国上海辰 华 仪器有
限公司 ） ， 扫描 电镜 图 （ Ｓ Ｅ Ｍ， 美国 Ｆ Ｅ Ｉ 公司， Ｑ Ｕ Ａ Ｎ －
Ｔ Ａ ２ ０ ０型） 。实验 中采用三电极体 系 ： Ｐ ｔ ． Ｃ ｏ合金修饰 的乙酰胆碱酯酶生物传感器为工作电极 ， 饱和甘汞电
极为参 比电极 ， 铂丝 电极为对电极 。
铂 具有 良好 的 电催 化 活 性 ， 铂 与 其 它 金 属 元 素 形 成 合金 后 ， 由于 合 金 中两 种 金 属元 素 的协 同 作用 使 合金 电极 的催 化 活性 大大 增 加 。Ｆ ｕ 等利 用多 孔 阳极 氧 化 铝 模 板 （ Ａ Ａ Ｏ） ， 以喷 金 的氧 化 铝
种酶 ， 有机 磷 化合 物 是 Ａ Ｃ ｈ Ｅ的抑 制 物 ， 与 乙酰
胆 碱 酯 酶 会 生 成 一 些 稳定 的 物 质 ， 通 过 磷 酰 化 抑
制Ａ Ｃ ｈ Ｅ的功能 。乙酰胆碱酯酶生物传感器较适
合 于农 药 中辛 硫 磷 的测 定 。 目前 ， 研 究 较 多 的 有 电位型 ． ３ ］ 、 电流型Ｉ ４ 及压 电型［ ６ 传感器 ， 其中 ， 电流 型酶传 感器 的发展 较 为显 著 。采用 乙酰 胆 碱酯酶系统时 ， 底 物 必 须 被 修 饰 使 反 应 产 物具 有 电活性 。由 于 巯 基 乙酰 胆 碱 （ Ａ Ｔ Ｃ ｈ ） 对 Ａ Ｃ ｈ Ｅ 具 有 专一性 ｊ ， 因此 ， 巯 基 乙酰胆 碱 是 一种 理 想 的替
收稿 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ２ ９
基金项目： 云南省教育 充基金项 目（ ２ ０ １ ３ Ｙ ０ １ ４ ） ； 曲靖师范学院应用电化学及材料制备研究创新团队（ Ｔ ｒ ｒ ２ ａ ￣１ ） 。 作者简介 ： 常艳兵 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 男， 讲师， 硕士 ， 主要从事 电分析化学及生物传感 器方 面的研究 。 通信作者 ： 何 琼（ １ ９ ６ １ 一 ） ， 女， 教授 ， 从事 电分析化学 及生物传感器方面 的研究 。
列， 将其 固定酶制成 乙酰胆 碱酯酶 （ Ａ Ｃ ｈ Ｅ ） 生物传感 器 ， 用 于抑制剂有机 磷农药辛 硫磷 的测 定 。考察
了电位 、 ｐ Ｈ值 、 底物浓度等条件对传感器 测定辛硫磷 的影响 。在优化条件下 ， 检测 辛硫 磷的线性范 围
为７ ． ０ ０ × １ ０ 一 ８ ． ２ ０ ｍ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ 一， 检测下限为 ２ ． ３ ５ × １ ０ 一ｍ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ ～。该 传感 器具 有操 作简单 、 检测
２ ０ １ ３年 ０ ８月
云 南 化 工
Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３ Ｖｏ １ ． ４０， Ｎｏ ． ４
第４ Ｏ卷第 ４期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ － ２ ７ ５ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ １
・
科学 研 究 ・
铂 钴 合金 修 饰 的 乙酰 胆碱 酯 酶 生物 传 感器 的研 制
常艳 兵 ， 杨晓丽 ， 何 琼
（ 曲靖师范学 院 化学 化工 学院 ， 云南 曲靖 ６ ５ ５ ０ １ １ ） 摘 要 ： 采用恒 电位沉 积技术 ， 通 过 聚碳 酸 酯模板 直接在玻 碳 电极上制 得铂钴 合金 纳米 线阵
Ｃ ｏ 合 金作 为一 种新 型 电极 材料 ， 其 主 要 的 特性 在
于具 有较 高 的 电催 化 活性 及 特 殊 的 电化 学 响 应 。
鉴于微 电极 阵 列 的诸 多 优 点 以 及 铂 钴 合 金 的性 能， 采 用 电沉积 技术 ， 通过 聚 碳 酸酯模 板 直 接 在玻 碳 电极 上 制 备 铂 钴 合 金 纳 米 线 阵 列 ， 将 其 固 定 Ａ Ｃ ｈ Ｅ制成 乙酰胆碱 酯 酶生物 传感器 ， 将 其 用 于蔬 菜样 品 中有机磷 农 药 的测 定获 得满 意结 果 。
聚碳 酸 酯模板 （ Ｐ ｃ ） 购 于 Ｗｈ ａ ｔ ｍａ ｎ公 司 ， 二 亚 硝 基 二 氨铂 购 于 上 海 久 岭化 工 有 限公 司 ， 氨 基 磺
酸 钴 购 于济 南 锦 诚 化工 有 限公 司 ， 乙 酰胆 碱 酯 酶 （ Ａ Ｃ ｈ Ｅ） 、 巯 基 乙酰 胆 碱 （ Ａ Ｔ Ｃ ｈ ） 购 于 上 海 源 叶生
乙酰 胆碱 酯 酶 （ Ａ Ｃ ｈ Ｅ） 作电极 ， 使用传统的三 电极体系 ， 将三电 极插 在含 ｃ ｏ 、 Ｐ ｔ 离子 的混合溶液 中， 采 用 恒 电位 电沉 积法 合 成 了 Ｐ ｔ — Ｃ ｏ合 金 纳米 线 和纳 米线 。Ｐ ｔ ．
中 图分 类 号 ： ０ ６ ２ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ４－ ０ ２ ７ ５ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ４－ ０ Ｏ Ｏ Ｏ ｌ － Ｏ ５
有机磷农药广泛应 用于农业 以保证 丰产丰 收， 是 世 界上 生 产 和 使 用 最 多 的农 药 品种 。研 究 表 明， 某 些 有 机 磷 农 药 对 动 物 有 致 畸 性 和 致 癌 性ｌ １ Ｊ 。有 机磷 经 过 皮 肤 、 呼 吸 以及 肠 胃吸 收 等 途
径进入人体后 ， 对 体 内胆 碱 酯 酶 的活 性 产 生 抑 制 作用 ， 使 大量 的 乙酰胆 碱 在体 内蓄 积 ， 直接 或 间接 对 人 们 的健康 产生 危 害 。
代底 物 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 仪器 与试剂
Ｃ Ｈ Ｉ ６ ６ ０ Ｄ电化学工 作站 （ 中国上海辰 华 仪器有
限公司 ） ， 扫描 电镜 图 （ Ｓ Ｅ Ｍ， 美国 Ｆ Ｅ Ｉ 公司， Ｑ Ｕ Ａ Ｎ －
Ｔ Ａ ２ ０ ０型） 。实验 中采用三电极体 系 ： Ｐ ｔ ． Ｃ ｏ合金修饰 的乙酰胆碱酯酶生物传感器为工作电极 ， 饱和甘汞电
极为参 比电极 ， 铂丝 电极为对电极 。
铂 具有 良好 的 电催 化 活 性 ， 铂 与 其 它 金 属 元 素 形 成 合金 后 ， 由于 合 金 中两 种 金 属元 素 的协 同 作用 使 合金 电极 的催 化 活性 大大 增 加 。Ｆ ｕ 等利 用多 孔 阳极 氧 化 铝 模 板 （ Ａ Ａ Ｏ） ， 以喷 金 的氧 化 铝
种酶 ， 有机 磷 化合 物 是 Ａ Ｃ ｈ Ｅ的抑 制 物 ， 与 乙酰
胆 碱 酯 酶 会 生 成 一 些 稳定 的 物 质 ， 通 过 磷 酰 化 抑
制Ａ Ｃ ｈ Ｅ的功能 。乙酰胆碱酯酶生物传感器较适
合 于农 药 中辛 硫 磷 的测 定 。 目前 ， 研 究 较 多 的 有 电位型 ． ３ ］ 、 电流型Ｉ ４ 及压 电型［ ６ 传感器 ， 其中 ， 电流 型酶传 感器 的发展 较 为显 著 。采用 乙酰 胆 碱酯酶系统时 ， 底 物 必 须 被 修 饰 使 反 应 产 物具 有 电活性 。由 于 巯 基 乙酰 胆 碱 （ Ａ Ｔ Ｃ ｈ ） 对 Ａ Ｃ ｈ Ｅ 具 有 专一性 ｊ ， 因此 ， 巯 基 乙酰胆 碱 是 一种 理 想 的替
收稿 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ２ ９
基金项目： 云南省教育 充基金项 目（ ２ ０ １ ３ Ｙ ０ １ ４ ） ； 曲靖师范学院应用电化学及材料制备研究创新团队（ Ｔ ｒ ｒ ２ ａ ￣１ ） 。 作者简介 ： 常艳兵 （ １ ９ ８ ０ 一 ） ， 男， 讲师， 硕士 ， 主要从事 电分析化学及生物传感 器方 面的研究 。 通信作者 ： 何 琼（ １ ９ ６ １ 一 ） ， 女， 教授 ， 从事 电分析化学 及生物传感器方面 的研究 。
列， 将其 固定酶制成 乙酰胆 碱酯酶 （ Ａ Ｃ ｈ Ｅ ） 生物传感 器 ， 用 于抑制剂有机 磷农药辛 硫磷 的测 定 。考察
了电位 、 ｐ Ｈ值 、 底物浓度等条件对传感器 测定辛硫磷 的影响 。在优化条件下 ， 检测 辛硫 磷的线性范 围
为７ ． ０ ０ × １ ０ 一 ８ ． ２ ０ ｍ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ 一， 检测下限为 ２ ． ３ ５ × １ ０ 一ｍ ｍ ｏ ｌ ・ Ｌ ～。该 传感 器具 有操 作简单 、 检测
２ ０ １ ３年 ０ ８月
云 南 化 工
Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３ Ｖｏ １ ． ４０， Ｎｏ ． ４
第４ Ｏ卷第 ４期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ４ － ２ ７ ５ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ １
・
科学 研 究 ・
铂 钴 合金 修 饰 的 乙酰 胆碱 酯 酶 生物 传 感器 的研 制
常艳 兵 ， 杨晓丽 ， 何 琼
（ 曲靖师范学 院 化学 化工 学院 ， 云南 曲靖 ６ ５ ５ ０ １ １ ） 摘 要 ： 采用恒 电位沉 积技术 ， 通 过 聚碳 酸 酯模板 直接在玻 碳 电极上制 得铂钴 合金 纳米 线阵
Ｃ ｏ 合 金作 为一 种新 型 电极 材料 ， 其 主 要 的 特性 在
于具 有较 高 的 电催 化 活性 及 特 殊 的 电化 学 响 应 。
鉴于微 电极 阵 列 的诸 多 优 点 以 及 铂 钴 合 金 的性 能， 采 用 电沉积 技术 ， 通过 聚 碳 酸酯模 板 直 接 在玻 碳 电极 上 制 备 铂 钴 合 金 纳 米 线 阵 列 ， 将 其 固 定 Ａ Ｃ ｈ Ｅ制成 乙酰胆碱 酯 酶生物 传感器 ， 将 其 用 于蔬 菜样 品 中有机磷 农 药 的测 定获 得满 意结 果 。
聚碳 酸 酯模板 （ Ｐ ｃ ） 购 于 Ｗｈ ａ ｔ ｍａ ｎ公 司 ， 二 亚 硝 基 二 氨铂 购 于 上 海 久 岭化 工 有 限公 司 ， 氨 基 磺
酸 钴 购 于济 南 锦 诚 化工 有 限公 司 ， 乙 酰胆 碱 酯 酶 （ Ａ Ｃ ｈ Ｅ） 、 巯 基 乙酰 胆 碱 （ Ａ Ｔ Ｃ ｈ ） 购 于 上 海 源 叶生
乙酰 胆碱 酯 酶 （ Ａ Ｃ ｈ Ｅ） 作电极 ， 使用传统的三 电极体系 ， 将三电 极插 在含 ｃ ｏ 、 Ｐ ｔ 离子 的混合溶液 中， 采 用 恒 电位 电沉 积法 合 成 了 Ｐ ｔ — Ｃ ｏ合 金 纳米 线 和纳 米线 。Ｐ ｔ ．