利用流动注射型乙酰胆碱酯酶传感器监测海水中马拉硫磷

    孟范平

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    何东海 朱小山 杨正先 马冬冬

    (中国海洋大学环境科学与工程学院,青岛266003)

    摘 要 将乙酰胆碱酯酶(AChE)传感器引入流动注射系统中,研究了传感器连续监测海水中马拉硫磷的可

    行性。系统中的载液为不含马拉硫磷的海水。传感器适宜的工作条件为: 载液和样品的流速为0. 39

    mL /min,进样时间为20 min;底物(碘化硫代乙酰胆碱)溶液的浓度为41. 6 mmol/L,注射量为40μL。利用次

    氯酸钠溶液对含马拉硫磷的海水样品进行预氧化处理,可以大大提高传感器的灵敏度,对马拉硫磷的检出限

    达到0. 05μg/L;而不进行氧化时的检出限为1. 3 μg/L。另外,海水样品经过预氧化处理后,传感器对其中

    011～10μg/L 的马拉硫磷具有良好的线性响应关系( r = 0. 991) 。测定含马拉硫磷的海水样品后,向传感器

    持续通入0. 5 mmol/L的22PAM溶液15 min,可以完全恢复受到100μg/L马拉硫磷抑制的固定化酶活性。结

    果表明:所设计的酶传感器适于海水中马拉硫磷的连续、灵敏和准确监测。

    关键词 生物传感器,乙酰胆碱酯酶,流动注射分析系统,海水,马拉硫磷

    2004207207收稿; 2005202205接受

    本文系国家“十五”863计划项目资助项目(No. 2001AA635130)

    1 引 言

    近20年来,农林业上有机磷农药的广泛使用已经造成近岸海水的污染[ 1 ] 。因此,开发海水有机磷

    农药的快速灵敏监测技术成为海洋环境保护的重要课题。同气相色谱法相比,生物传感器在监测环境

    有机磷农药方面具有快速、简便、易于在线和现场检测等优点。因此,利用酶传感器监测有机磷农药已

    成为近年来的热门研究领域[ 2 ] 。酶传感器是基于乙酰胆碱酯酶( acetylcholinesterase, AChE)对有机磷

    农药的高度敏感性和特异性响应原理而设计的[ 3 ] ,主要包括识别元件(固定化酶)和换能器两部分。在

    正常情况下,乙酰胆碱(或丁酰胆碱)的酶促水解能产生乙酸(或丁酸) ,引起体系pH值(或电位)的变

    化;而有机磷农药可以通过抑制胆碱酯酶的活性影响体系电位。采用pH电极[ 4 ]或离子敏场效应晶体

    管[ 5 ]等H+敏感装置,可以捕捉到反应体系中电位信号的这种微小变化 ......