金纳米粒子传感器检测除草剂毒莠定
毒莠定(Picloram, PL)是一种激素型除草剂, 主要用于防除森林、草坪、麦类作物等一年生和多年生阔叶杂草. PL 具有致癌性和致突变性, 水溶性好,很容易通过土壤渗透到地下水中对环境造成污染, 已被美国、欧盟等列入限制使用的农药名单.
目前, 对PL的检测方法主要有光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、免疫传感器法等. 由于光谱法易受复杂基体干扰而影响其选择性, 色谱法需要对样品进行复杂的前处理, 还难以满足现场快速检测的要求. 因此, 发展一种选择性好、操作简单、分析快速的 PL 检测方法具有重要的现实意义.
分子印迹聚合物(molecularly imprinted polymers, MIPs)是模拟自然界抗体与抗原、酶与底物等分子识别作用, 以目标分子为模板合成的新型仿生高分子材料. MIPs除具备生物实体的专一识别性外, 还具有抗恶劣环境能力强、制备简单、成本低廉等优势, 因而被视为生物敏感材料的理想替代物, 在传感器领域广受关注. 但由MIPs颗粒制备的膜通常比较厚, 导致传感器的传质和电荷传递速度慢、再生困难、可逆性差等缺陷. 在电极表面直接自组装或电聚合形成的单层膜或薄膜已被证实可以较好地克服这些问题. 同时, 功能纳米粒子已被广泛用于构建高灵敏生物传感器. 在印迹聚合物膜中掺杂金、银等纳米粒子可进一步改善印迹膜传感器的灵敏度, 但目前采用的电沉积或吸附纳米粒子固载方式难以克服纳米粒子在电极表面的团聚问题, 从而影响传感器的响应稳定性.
南京大学张进等人在模板分子存在下, 在金电极上自组装邻氨基苯硫酚(oATP),通过电聚合制得毒莠定印迹的oATP/金纳米粒子聚合薄膜及其安培传感器. 采用循环伏安法和交流阻抗技术对传感器制备过程进行表征, 用紫外光谱法研究了单体与模板间的相互作用. 以K3Fe(CN)6为探针, 示差脉冲伏安曲线的峰电流与毒莠定浓度在2.0×10-7~2.4×10-4 mol/L范围内呈现良好的线性关系(r=0.9963), 毒莠定的检出限为6.5×10-8 mol/L(S/N=3). 将该印迹膜传感器用于环境水样加标回收检测, 结果令人满意.