[发明专利]壳聚糖固定化乙酰胆碱酯酶电化学生物传感器及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电化学生物传感器及应用，尤其是壳聚糖固定化乙酰胆碱酯酶电化学生物传感器及应用。

背景技术

目前，农药检测的方法很多，有气相色谱法、高效液相色谱法、 气相色谱-质谱联用技术、酶抑制法、免疫分析法、生物传感器法。 色谱法涉及到比较复杂的前处理，设备要求高；酶抑制法缺点是测定 样品和农药种类有限，目前只用于蔬菜、水果中有机磷和氨基甲酸酯 类农药的残留检测，且不能给出定性和定量结果，只能作为定性的快 速初筛检测法；免疫分析法由于受到农药种类繁多、抗体制备难度大、 在不能肯定样本中存在农药种类时检测有一定的盲目性以及抗体依 赖国外进口等影响，应用范围受到限制。

生物传感器因为具有以下优点而引起各国研究者的兴趣。

采用固定化生物活性物质作催化剂，价值昂贵的试剂可以重复多 次使用，或者采用微量酶试剂即可达到测量目的，克服了过去酶法分 析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点。生物传感器是由选择性好 的生物材料构成的分子识别元件，专一性好，只对特定的底物起反应， 一般不需要进行样品的预处理。操作系统比较简单，容易实现自动分 析。体积小，可以实现连续在位监测。分析速度快、样品用量少。传 感器连同测定仪的成本远低于大型的分析仪器，因而便于推广普及， 并用于家庭测量。

目前国内外研究现状：

An amperometric acetylthiocholine sensor based on immobilization of acetylcholinesterase on a multiwall carbon nanotube-cross-linked chitosan composite^[1]文章中，将壳聚糖溶液与戊二醛溶液混合，使壳 聚糖带上自由的醛基，然后加入多壁碳纳米管(MWNTs)，将此三 者(CMC)混合的液体涂于预处理好的玻碳电极(GCE)，再用滴 涂法加入AchE，此时形成AChE-CMC/GCE。

A disposable sensor based on immobilization of acetylcholinesterase to multiwall carbon nanotube modified screen-printed electrode for determination of carbaryl^[2]这篇文章中，将壳聚糖溶解于醋酸中， MWNTs加入醋酸纤维素中，将三者混合物处理后滴涂在处理好的丝 网印刷玻碳电极(SPCE)上，此时形成的是CAMC/SPCE，再将AchE 涂于CAMC/SPCE上，此时形成AChE-CAMC/SPCE。

国内这方面的研究一般也是致力于乙酰胆碱酯酶壳聚糖膜的研 究^[3，4，5]。

本实验室以前曾使用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)而不是 壳聚糖，利用层层自组装^[6]法固定酶，层层自组装法与滴涂法相比， 由于是利用了不同电荷间的静电吸附作用，无疑更为牢固。但是通过 研究表明使用PDDA相比于使用壳聚糖的缺点是乙酰胆碱酯酶较易 脱落和渗漏。

[1]、Dan Du，Xi Huang，Jie Cai，Aidong Zhang，Jiawang Ding，Shizhen Chen(2007)Anal Bioanal Chem 387：1059-1065

[2]、Jie Cai，Dan Du(2008)J Appl Electrochem38：1217-1222

[3]、王晔，郑劼，赵肃清，彭元，徐凤彩.自制乙酰胆碱酯酶膜对有机磷 农药残留的检测研究[J].广西轻工业2007，10(10)：13-14

[4]、王晔，彭元，赵肃清，徐凤彩.乙酰胆碱酯酶壳聚糖膜的制备研究 [J].广西科学院学报2007，23(2)：85-88

[5]、王晔，彭元，赵肃清，徐凤彩.乙酰胆碱酯酶膜的酶学性质及其对 有机磷农药的检测效果[J].广西科学院学报2007，23(3)：160-162