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因为具有广谱、高效和在自然环境中容易降解等特点,有机磷农药已成为我国使用量最大的农药品种之一。有机磷农药的使用可有效抑制病虫害,提高农作物产量。但是,长期使用有机磷农药所造成的其在饮用水、土壤、空气和食品中的残留问题也已经对环境和人类健康造成了巨大威胁。为了避免这一危害,很多国家出台了国家标准严格限制和规范有机磷农药的使用。在这一背景下,发展可实现有机磷农药残留量的快速检测方法尤为重要。本论文以有机磷农药的快速现场检测为目标,基于纳米金的溶解反应和纳米金特有的依赖于形貌、尺寸和外界环境的表面等离子体共振特性,结合有机磷农药靶向酶,即乙酰胆碱酯酶(AChE),发展了两种可实现超痕量有机磷农药检测的可视化分析方法。 本研究主要内容包括:⑴金纳米颗粒(AuNPs)具有依赖于尺寸的表面等离子体共振性质,粒径为3-5nm的AuNPs可呈现出鲜艳的橘红色。然而,当AuNPs分散于含有十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的Au3+溶液中时,AuNPs将被Au3+-CTAB溶解生成无色的Au+-CTAB。本章利用AuNPs的这一性质,以CTAB稳定的AuNPs作为显色试剂,结合AChE的水解及有机磷农药抑制反应,发展了一种可在高盐环境下对超痕量有机磷农药进行检测的比色分析方法。具体工作原理如下:在不含有机磷农药的体系中,AChE具有高反应活性,会水解底物硫代乙酰胆碱生成具有还原性的产物硫代胆碱。硫代胆碱消耗Au3+,使溶液中残留的Au3+-CTAB不足以溶解AuNPs,从而使纳米金颗粒保持其本身的粉红色;相反,在含有有机磷农药的体系中,AChE的活性被抑制,不能或仅能产生少量的硫代胆碱来消耗Au3+。此时AuNPs会被大量残余的Au3+-CTAB溶解,使得浓度和尺寸都减小,并显示出显著地从红至浅粉红或红至无色的颜色变化。⑵金纳米棒(AuNRs)具有各向异性的表面等离子体共振性质,在其长径比从4.0降低到1.0的过程中,AuNRs会呈现出从棕红色到灰、绿、蓝、紫和粉红等一系列可观测的颜色变化。本章利用AuNRs这一独特的光学性质,结合其在Au3+-CTAB溶液中的溶解反应和AChE的水解及有机磷农药抑制反应,发展了一种适用于有机磷农药半定量分析的可视化检测方法。具体检测原理如下:在不含有机磷农药的体系中,AChE具有高的反应活性,会水解底物硫代乙酰胆碱生成硫代胆碱。硫代胆碱具有还原性,可还原体系中存在的Au3+-CTAB复合物,使残留的Au3+-CTAB只能轻微刻蚀AuNRs。该轻微刻蚀所导致的的AuNRs的长径比变化不足以产生可观测的颜色变化;然而,当体系中含有有机磷农药时,AChE的活性会被抑制,仅水解产生少量或不产生硫代胆碱。此时,体系中大量存在的Au3+-CTAB将从端部开始刻蚀AuNRs,使其长径比显著降低,并产生可观测的颜色变化。基于该原理,本方案可实现对浓度处于ppm量级的多种有机磷农药,如:对硫磷、杀螟松和氧化乐果的半定量检测。将AuNRs修饰到纤维素纸上所制成的AuNRs试纸同样可实现对浓度处于10-5g/g量级的有机磷农药的半定量可视化分析。对洗白菜水的实际样品分析表明,该半定量比色法具有可接受的准确度和良好的分辨率,对于农产品和食品供应中有机磷农药的现场检测有一定的应用前景。