基于酶抑制与铜介导的荧光分析法用于有机磷农药的检测

发布时间：2020-05-27 20:55

【摘要】：有机磷农药是一种高毒性的神经毒素,即使在较低的浓度下也会对人体机能造成损害,开发简便和高灵敏的有机磷农药检测方法对保障人类健康安全具有重要意义。有机磷农药能够特异性抑制乙酰胆碱酯酶的活性,阻碍硫代乙酰胆碱被催化水解。铜介导的分析方法是利用Cu~(2+)与巯基等特殊官能团结合,或基于Cu~(2+)的强氧化性和催化性,实现信号转换从而对目标物进行分析。铜介导的分析方法检测快速、操作简单、灵敏度高,近年来成为分析领域的研究热点之一。荧光分析法具有灵敏度高、简单快捷等优点而被广泛应用于分析化学和环境科学等领域。本论文利用有机磷农药对乙酰胆碱酯酶活性的抑制作用,建立了三种铜介导的荧光分析新方法用于有机磷农药的定量分析。具体内容如下:1.基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶活性的抑制和铜催化点击化学反应,构建了一种荧光分析新方法用于有机磷农药的高灵敏检测。在点击化学反应中,两条杂交的DNA探针在铜离子的催化下进行末端连接,通过链置换反应诱导DNA探针上的荧光信号猝灭。乙酰胆碱酯酶催化硫代乙酰胆碱水解,形成含有巯基的硫代胆碱从而结合铜离子,阻断点击化学反应,检测到高荧光信号。当体系中存在有机磷农药时,乙酰胆碱酯酶的活性受到抑制,释放出高浓度的铜离子,催化点击化学反应,导致荧光信号降低。本研究利用铜介导信号放大效应的优点提高了灵敏度,农药氧化乐果的检测下限为1.4 ng/mL。本研究利用铜介导信号放大效应的优点提高了灵敏度,并且应用于河流水样中有机磷农药的检测,结果令人满意,表明该方法在环境保护和食品安全领域具有很大的应用前景。2.基于乙酰胆碱酯酶抑制法和DNA模板铜纳米簇,建立了一种快速检测有机磷农药的荧光分析方法。当无目标农药存在时,乙酰胆碱酯酶催化硫代乙酰胆碱水解,产生的硫代胆碱与Cu~(2+)络合,进而无法形成铜纳米团簇,荧光信号弱;加入有机磷农药后,酶活性被特异性抑制,游离的Cu~(2+)被抗坏血酸钠还原为Cu~+,进而在DNA模板中形成铜纳米团簇,荧光信号大大增强。因此根据体系荧光强度的变化就可以对有机磷农药进行定量分析检测,农药氧化乐果的检测下限为0.75μg/mL。另外本研究还对实际河水样品中的有机磷农药进行了加标回收实验,结果表明该方法在复杂环境中具有适用性。3.基于有机磷农药对乙酰胆碱酶的抑制作用和Cu~(2+)氧化邻苯二胺的反应,建立了一种简单、灵敏的荧光分析法用于有机磷农药的检测。当体系中不存在有机磷农药时,硫代乙酰胆碱水解产物硫代胆碱络合游离的Cu~(2+),邻苯二胺无法被氧化,产生较低的背景荧光信号;当有机磷农药存在时,硫代胆碱无法产生,游离态的Cu~(2+)氧化邻苯二胺形成在具有橙黄色荧光的2,3-二氨基吩嗪,荧光信号增强。根据体系荧光强度的变化实现了对有机磷农药的高灵敏检测,农药敌敌畏的检测下限为8 ng/mL。同时,该方法还具有较高的特异性,对实际样品中有机磷农药残留的检测有潜在的应用价值。
【图文】：

对氧磷,荧光强度,选择性,神经毒剂

广西师范大学硕士学位论文合 Au（III），从而使荧光信号恢复。在 OPs 存在的情况下，A体系荧光强度降低，根据荧光强度的变化即可以对 OPs 进行出了一种基于纳米微粒的荧光免疫色谱检测条（atographic Strip，简称 FITS），它与一种手持检测器相结合，生物标志物磷酸化的 AChE 进行高度选择性和灵敏的检测[32]，方法中，通过量子点标记的抗乙酰胆碱酯酶抗体（Qdot-anti-AZrO2Nanoparticles，简称 ZrO2NPs）选择性地捕获了 OPs-AChE 、 OPs-AChE 和 ZrO2NPs 之间进行三明治免疫 hE-OPs-AChE-ZrO2复合物，然后以对氧磷为农药模型分析物，， Qdots 的荧光强度来检测对氧磷的浓度。此方法还在人血浆样令人满意。因此，FITS 为 OPs 和神经毒剂中毒的现场筛选和评的分析检测平台。

原理图,荧光探针,原理,胆碱

原理如图1.2 所示。在没有 OPs 存在的条件下，AChE 催化底物 ACh 水解产生胆碱，产物胆碱在胆碱氧化酶的作用下氧化产生过氧化氢。Fe2+在具有强氧化性的过氧化氢作用下变成 Fe3+，Fe3+会猝灭荧光探针碳量子点的荧光信号，此时体系荧光强度非常低。当加入 OPs 后，OPs会抑制 AChE 的活性使得 ACh 无法发生水解反应，从而也就无法产生过氧化氢，体系中没
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X839.2

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