基于石墨烯农残检测无酶电化学传感器研制

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1、⑧、／硕士学住论文MASTER’STHESIS摘要我国使用的最广泛的农药是有机磷农药(OPs)，而有机磷农药具有剧毒性，能够抑制体内的乙酰胆碱酯酶活性。由于果蔬农药残留检测的监管不力，不仅影响国民的身心健康，而且影响到食品的出口量。因此，为了国土安全和国民的健康，发展一种快速、可靠的检测微量OPs的方法是非常重要的。传统的农药残留检测方法如色谱分析法虽然稳定性好，精确度高，但是样品前处理复杂，仪器设备昂贵，需要专业操作人员且不能在线检测。光谱分析法虽然对样品前处理要求低，能实现在线检测，但是灵敏度很低，免疫分析法和酶抑制法灵敏度高，操作简便，检测快速，对样品前处理

2、要求不高且可以实现在线检测，但是．固定抗体抗原和酶的技术有待提高，且酶易失活不易保存。为克服这些缺点，一种基于固相提取(SPE)和溶出伏安法的无酶电化学传感器能够满足快速、高灵敏检测有机磷农药的要求。固相提取(SPE)是指被测物通常以吸附的方式被富集或萃取，在样品预处理和分离中得到广泛应用。固相提取富集效率直接关系到被测物的溶出峰信号，因此高效的固相提取式电化学传感界面的设计是实现高灵敏、高选择性检测有机磷农药的关键。基于以上认识，本文构筑了三种基于新型石墨烯复合材料的无酶电化学传感器并应用于有机磷农药的检测：1．利用石墨烯的超大比表面积及高导电性和金纳米颗粒的催

3、化活性及导电性，构筑了一种基于石墨烯／金纳米颗粒复合材料修饰的无酶电化学传感器并应用于有机磷农药的检测。实验表明该传感器有效富集OPs，满足了快速、稳定、高灵敏检测OPs的要求。2．利用石墨烯的超大比表面积及高导电性和Zr02纳米颗粒对含磷基团具有强亲和性，绿色合成石墨烯／Zr02纳米颗粒复合材料修饰的无酶电化学传感器并应用于甲基对硫磷的检测，实验表明该传感器的重现性好，稳定性强。3．利用石墨烯的高导电性和分子印迹薄膜具有特异选择性的特性，构建了一种基于石墨烯／分子印迹硅酸盐聚合物复合材料的无酶电化学传感器并应用于甲基对硫磷的检测，实验表明该传感器对农药识别具有专

4、一性，且灵敏度高，信号强。关键词：传感器；有机磷类农药；石墨烯；金纳米颗粒；二氧化锆纳米颗粒；分子印迹⑨硕士学位论丈MASTER’STHESISAbstractInmodemagriculture，extensiveuseoforganophosphatespesticides(OPs)forpestc．ontrolhasraisedseriouspublicconcernregardingthehealthiness，environmentandfoodsafety．Theydisruptthecholinesteraseenzymethatregulatesa

5、cetylcholine(ACHE)，whichoftencausesrespiratoryparalysisanddeath．Therefore，rapiddeterminationandreliablequantificationoftracelevelofOPshavebecomeincreasinglyimportantforhomelandandhealthprotection．TraditionalanalysisofOPsisroutinelycarriedoutbygas／liquidchromatographyormassspectroscopy

6、．Thesemethodsoftenrequirecomplicatedpre-treatmentsteps，extensivelaborresources，andarenotapplicableforon—sitedetermination．Overthepastfewyears，enzyme-basedinhibition／noninhibitionbiosensors，especiallybasedonvariouselectrochemicaltransducers，haveemergedasapromisingalter-nativetodetectpe

7、sticides．Nevertheless，theoperationalconditionsaremostlylimitedbythedenaturationofenzymes．Toovercomethisproblem，anonenzyrnaticsensor,strippingvoltammetricanalysiscombined、析thsolidphaseextraction(SPE)ofOPsappearstobeallidealandhighlysensitivetechnology．Aswellknown,solidphaseextraction(S

8、PE)is