用于農(nóng)藥殘留檢測的壓電免疫生物傳感器的研究.pdf

1、我國農(nóng)產(chǎn)品(如蔬菜、茶葉、水果等)中農(nóng)藥殘留問題仍相當突出，農(nóng)藥殘留超標和農(nóng)藥中毒事件時有報道，農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留威脅著人民身體健康?？焖贉y定技術(shù)是監(jiān)控農(nóng)藥殘留的有效手段，基于生物傳感器的農(nóng)藥殘留檢測技術(shù)具有選擇性好，速度快、靈敏度高等優(yōu)點，是當前國內(nèi)外農(nóng)藥殘留快速檢測研究熱點，可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地或市場快速檢測，將農(nóng)藥殘留超標農(nóng)產(chǎn)品擋在市場之外，保障人民健康。壓電免疫傳感器因制備簡單、靈敏度高、價格低廉、操作方便等優(yōu)點而被廣泛研究并已在生物

2、檢測中逐步得到應(yīng)用。本文以三唑磷農(nóng)藥為檢測對象，研究了壓電石英晶體金電極表面大分子蛋白質(zhì)的固定方法，深入探討了分子自組裝技術(shù)在蛋白質(zhì)分子固定中的應(yīng)用，并將電化學(xué)阻抗譜技術(shù)和循環(huán)伏安法等用于農(nóng)藥殘留的檢測和分析表征。本文的主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　 ⑴研究了基于自組裝膜的直接型壓電免疫傳感器用于三唑磷農(nóng)藥殘留的檢測。采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)對2-巰基苯甲酸(MB

3、A)單分子層修飾的石英晶體電極表面進行活化，將三唑磷單克隆抗體共價結(jié)合到電極表面，建立了一種用于快速檢測三唑磷農(nóng)藥的壓電免疫生物傳感器。研究了兩種分析過程，分別是浸入-干燥法和流動注射法。免疫傳感器可以在40-60分鐘內(nèi)檢測5～100μg/mL的目標農(nóng)藥，檢出限為4.93μg/mL，三唑磷濃度與晶體頻率的變化之間呈良好的線性關(guān)系。傳感器在檢測濃度為5μg/mL，標準品稀釋液時變異系數(shù)為7.1％，檢測濃度為50μg/mL農(nóng)藥標準品稀釋液時

4、變異系數(shù)為9.8％，表明該傳感器的可重復(fù)性好，能夠滿足農(nóng)藥殘留分析的一般要求。
　　 ⑵建立了一種基于自組裝技術(shù)的固定抗原壓電免疫生物傳感器，結(jié)合流動注射法用于農(nóng)藥殘留檢測，實驗研究了三種自組裝材料對人工抗原的固定效果，結(jié)果表明三巰基丙酸(MPA)固定人工抗原效果最好。應(yīng)用該方法檢測三唑磷農(nóng)藥標準品稀釋液，得出該傳感器在5 ng/mL～5μg/mL范圍內(nèi)，三唑磷濃度與晶體頻率的變化之間呈良好的線性關(guān)系，得到回歸方程y=17.17

5、8Ln(x)-147.32，確定系數(shù)R2=0.9749，最低檢出限為1.85ng/mL。與直接固定抗體從而檢測目標抗原模式相比，競爭檢測抗原模式下的壓電免疫傳感器具有更高的靈敏度，更低的檢測限。
　　 ⑶影響QCM金電極表面蛋白質(zhì)分子固定的因素有很多，通過對自組裝膜的類型，包被緩沖液種類、包被時間，包被溫度以及離子強度等因素的篩選比較，優(yōu)化了三唑磷人工抗原在金電極表面的固定條件。優(yōu)化后結(jié)果顯示，采用由兩種不同的巰基化合物(硫辛酸

6、和硫辛酰胺)按照3:2體積比形成的混合自組裝膜進行人工抗原固定，能夠使反應(yīng)界面羧基密度降低，空間位阻減小，與采用了單一自組裝成分固定的方法相比，混合自組裝法增大了抗原固定量，同時也降低了非特異吸附。其他因素優(yōu)化后的結(jié)果顯示：人工抗原固定以PBS(pH7.4，0.01 mol/L)作為包被介質(zhì)較為理想；包被條件以在37℃下包被2h為宜。
　　 ⑷使用循環(huán)伏安法及電化學(xué)阻抗譜法對電極修飾、抗原固定及免疫過程進行了表征，并應(yīng)用循環(huán)伏安