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
克百威（carbaryl）、灭多威（methomyl）；样品基质为苹果、卷心菜、西兰花果蔬PBS提取液
检测原理
传感器以AChE为识别元件，AChC为底物。AChE催化AChC水解生成硫代胆碱和乙酸，MWCNT/PANI复合膜促进硫代胆碱在接近0 V处氧化，氧化电流与酶活性成正比。氨基甲酸酯农药进入AChE活性位点，通过可逆竞争性抑制降低酶催化速率，使硫代胆碱生成减少，计时电流随之降低。检测时先加入农药孵育10 min，再在+0.30 V下计时电流测定。以电流抑制率%I对农药浓度作图，克百威和灭多威分别呈线性关系。MWCNT降低氧化过电位并放大电流，无需介体。
检测灵敏度
LOD: 1.4 μmol L−1 (0.28 mg kg−1)（克百威/carbaryl）；LOD: 0.95 μmol L−1 (0.15 mg kg−1)（灭多威/methomyl）；线性范围: 9.9–49.6 μmol L−1（克百威/carbaryl）、4.9–29.2 μmol L−1（灭多威/methomyl）；灵敏度: %I = 3.75 + 1.10[carbaryl]、%I = 0.91 + 2.32[methomyl]；相关系数: 0.999（克百威/carbaryl）、0.998（灭多威/methomyl）
效应效果
传感器重现性和重复性分别为2.6%和3.2%；4 ℃ PBS中保存60 d后活性仅损失8.5%。实际果蔬样品不加标测定，苹果中克百威回收率为97.3%–103.4%，卷心菜和西兰花中灭多威回收率分别为94.6%–101.2%和95.4%–101.9%。与HPLC结果经t检验在95%置信水平无显著差异。苹果平均克百威1.68 μmol/L（0.34 mg/kg），卷心菜和西兰花灭多威分别为0.38和0.30 mg/kg，均低于巴西法规限量。作者认为该传感器无需介体和交联剂，适合目标农药定量，但对具体农药种类选择性有限，不宜单独用于筛查。
传感器的构成
- 基底/工作电极：玻碳电极（GC），提供导电基底与电子转导
- 纳米材料修饰层：多壁碳纳米管（MWCNT）/聚苯胺（PANI）核壳复合膜（MWCNT核、PANI壳），电聚合形成，增强导电性、催化硫代胆碱氧化并提供三维孔腔
- 识别元件：乙酰胆碱酯酶（AChE，牛红细胞来源），催化硫代乙酰胆碱（AChC）水解并被氨基甲酸酯农药抑制
- 底物/信号前体：硫代乙酰胆碱氯化物（AChC），酶解生成硫代胆碱（Thiocholine）
- 电解质/缓冲体系：0.2 mol/L磷酸盐缓冲液（PBS，pH 7.0），维持酶活性与电化学环境
- 参比/辅助电极：Ag/AgCl/KCl（3.0 mol/L）参比电极和铂片辅助电极，构成三电极体系
中文摘要
本文报道了一种基于多壁碳纳米管（MWCNTs）/聚苯胺（PANI）核壳复合膜修饰玻碳电极（GC）的乙酰胆碱酯酶（AChE）电化学生物传感器，用于苹果、西兰花和卷心菜中氨基甲酸酯类农药的检测。通过循环伏安法在GC表面电聚合PANI/MWCNT核壳膜，并滴涂固定AChE，无需交联剂。以硫代乙酰胆碱为底物，氨基甲酸酯农药可逆抑制AChE活性，使硫代胆碱生成减少，计时电流降低。该传感器对克百威和灭多威的检出限分别为1.4和0.95 μmol/L，低于巴西法规允许浓度。常规方法重现性和重复性分别为2.6%和3.2%。传感器直接用于果蔬样品中氨基甲酸酯农药测定，结果与HPLC一致。该工作为食品中氨基甲酸酯农药快速电化学检测提供了可行方案。
英文摘要
A sensitive electrochemical acetylcholinesterase (AChE) biosensor was successfully developed on polyaniline (PANI) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) core-shell modified glassy carbon electrode (GC), and used to detect carbamate pesticides in fruit and vegetables (apple, broccoli and cabbage). The pesticide biosensors were applied in the detection of carbaryl and methomyl pesticides in food samples using chronoamperometry (CA). The GC/MWCNT/PANI/AChE biosensor exhibited detection limits of 1.4 and 0.95μmolL(-1), respectively, for carbaryl and methomyl. These detection limits were below the allowable concentrations set by Brazilian regulation standards for the samples in which these pesticides were analysed. Reproducibility and repeatability values of 2.6% and 3.2%, respectively, were obtained in the conventional procedure. The proposed biosensor was successfully applied in the determination of carbamate pesticides in cabbage, broccoli and apple samples without any spiking procedure. The obtained results were in full agreement with those from the HPLC procedure.