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大連化物所在電化學生物傳感器的研究中取得新進展

2022年03月10日 11:49:33 來源：大連化學物理研究所 點擊量：4029

近日，大連化物所生態(tài)環(huán)境評價與分析研究組(103組)盧憲波研究員和陳吉平研究員團隊在電化學生物傳感器的研究中取得新進展，利用負載銅量子點的超薄石墨炔(Cu@GDY)，實現(xiàn)了有機磷農(nóng)藥的抗干擾高靈敏檢測。

　　【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】近日，大連化物所生態(tài)環(huán)境評價與分析研究組（103組）盧憲波研究員和陳吉平研究員團隊在電化學生物傳感器的研究中取得新進展，利用負載銅量子點的超薄石墨炔(Cu@GDY)，實現(xiàn)了有機磷農(nóng)藥的抗干擾高靈敏檢測。
 
　　有機磷農(nóng)藥是世界上應用最廣范、用量最大的殺蟲劑。農(nóng)作物、水體以及大氣中的有機磷農(nóng)藥殘留對人體健康和生態(tài)環(huán)境構成嚴重威脅。即使是低劑量的有機磷在人體內(nèi)暴露，也能迅速抑制乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性，阻斷神經(jīng)遞質(zhì)傳遞，導致昏迷、呼吸衰竭甚至死亡。因此，建立簡單、快速、可靠的有機磷農(nóng)藥檢測方法具有重要意義?；谝阴Ｄ憠A酯酶抑制原理的電化學生物傳感器是一種理想的有機磷檢測工具，但由于酶促產(chǎn)物的低電化學活性，導致其無法避免農(nóng)作物以及環(huán)境樣品中電活性物質(zhì)的干擾。
 
　　針對上述問題，本工作中，該研究團隊在其前期相關研究(Analytical Chemistry，2021)的基礎上，以Cu@GDY為雙功能平臺，在有效負載酶分子的同時作為酶促產(chǎn)物的高效電催化劑，實現(xiàn)了電信號的7倍提升并將氧化電位降低了440mV；通過對電極反應動力學、活性位點來源、酶促產(chǎn)物與活性位點相互作用的表征，深入研究了電催化機理和構效關系；進一步通過對酶抑制動力學的理論推導和實驗驗證，實現(xiàn)了環(huán)境樣品和食品中有機磷農(nóng)藥的高靈敏檢測，檢出限低至1ng/mL。更重要的是，作物和環(huán)境樣品中常見的電活性化合物(維生素、苯酚、苯胺等)不會干擾該傳感器的有機磷的測定，為實際樣品的檢測提供了重要工具。
 
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