组成图示
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传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
甲胺磷（monocrotophos）；样品基质：大蒜样品（garlic samples，0.1 M PBS）
检测原理
该传感器以AChE为识别元件，ATCl为信号底物。AChE催化ATCl水解生成硫代胆碱（thiocholine），thiocholine在电极表面发生不可逆电氧化，产生与酶活性成正比的氧化电流。CdTe QDs与GNPs复合膜具有协同电子转移效应，降低界面阻抗并催化thiocholine氧化，使电流信号放大。甲胺磷与AChE活性位点结合后不可逆抑制酶活性，使ATCl水解减少，thiocholine生成量下降，氧化电流随之降低。通过比较有无农药时的峰电流计算抑制率，抑制率与甲胺磷浓度在两个范围内呈线性关系。
检测灵敏度
LOD: 0.3 ng mL−1；线性范围: 1–1000 ng mL−1 和 2–15 μg mL−1；灵敏度: 36.07 和 0.035%/μg mL−1；R^2 = 0.9927 和 0.9945；IC50: 1.97 μg mL−1；IC10: 0.093 μg mL−1
效应效果
该传感器对甲胺磷检测具有较好精密度与重现性：批内RSD为4.1%，批间RSD为5.3%。4 ℃干燥保存10天内响应无明显下降，30天后仍保留92%初始电流。大蒜样品加标回收率为95.0%–102.3%，平均精密度±6.0%。检出限0.3 ng/mL，低于电沉积壳聚糖层电极的5 ng/mL，与3-巯基丙酸自组装膜电极的0.9 ng/mL相当。由于AChE对多种有机磷农药的抑制程度相近，选择性有限，但方法简便、成本低，适合农药总量快速筛查。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：玻璃碳电极（GCE），经活化处理，提供电子转导界面
- 纳米材料修饰层：壳聚糖微球（CM）溶胶-凝胶，由壳聚糖与三聚磷酸钠（TPP）离子凝胶化形成，用于负载GNPs并固定AChE
- 纳米材料修饰层：金纳米颗粒（GNPs，24 nm），掺入CM溶液，提高电极导电性和电子转移能力
- 纳米材料修饰层：CdTe量子点（QDs，约3 nm，羧基功能化），经EDC/NHS活化组装，提供结合位点并促进电子转移
- 识别元件：乙酰胆碱酯酶（AChE，电鳗来源），通过EDC/NHS活化羧基与AChE氨基形成席夫碱共价固定，催化ATCl水解
- 信号底物：乙酰硫代胆碱氯化物（ATCl），被AChE水解生成硫代胆碱（thiocholine），后者在电极上氧化产生电流信号
中文摘要
本文报道了一种新型乙酰胆碱酯酶（AChE）生物传感器。以玻璃碳电极（GCE）为基底，利用壳聚糖微球（CM）负载金纳米颗粒（GNPs），并通过羧基功能化CdTe量子点（QDs）与AChE的氨基共价结合，将AChE固定于电极表面。GNPs具有优良导电性和电子转移能力，CdTe QDs与GNPs复合膜表现出协同效应，可促进电子转移并催化硫代胆碱的电氧化，从而放大检测信号。该传感器对有机磷农药甲胺磷（monocrotophos）的抑制作用与其浓度在1–1000 ng/mL和2–15 μg/mL两个范围内呈线性关系，检出限为0.3 ng/mL。所构建的传感器具有较好的精密度、重现性、稳定性和准确性，可用于大蒜样品中甲胺磷的快速、低成本检测。
英文摘要
In this paper, a novel acetylcholinesterase (AChE) biosensor was constructed by modifying glassy carbon electrode with CdTe quantum dots (QDs) and excellent conductive gold nanoparticles (GNPs) though chitosan microspheres to immobilize AChE. Since GNPs have shown widespread use particularly for constructing electrochemical biosensors through their high electron-transfer ability, the combined AChE exhibited high affinity to its substrate and thus a sensitive, fast and cheap method for determination of monocrotophos. The combination of CdTe QDs and GNPs promoted electron transfer and catalyzed the electro-oxidation of thiocholine, thus amplifying the detection sensitivity. This novel biosensing platform based on CdTe QDs-GNPs composite responded even more sensitively than that on CdTe QDs or GNPs alone because of the presence of synergistic effects in CdTe-GNPs film. The inhibition of monocrotophos was proportional to its concentration in two ranges, from 1 to 1000 ng mL(-1) and from 2 to 15 microg mL(-1), with a detection limit of 0.3 ng mL(-1). The proposed biosensor showed good precision and reproducibility, acceptable stability and accuracy in garlic samples analysis.