文陽(yáng)平 , 盧麗敏 , 徐景坤 , 李 冬 , 劉 明 , 賀浩華 *
(1.江西科技師范學(xué)院有機(jī)功能分子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇南昌330013)
(2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)教育部作物生理生態(tài)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌330045)
生物傳感器由于能實(shí)現(xiàn)連續(xù)、快速、現(xiàn)場(chǎng)活體檢測(cè)與分析,具有便攜性、可行性、特異性、簡(jiǎn)便性、靈敏性、高效性、低成本等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)與控制、生物制藥與臨床醫(yī)學(xué)、食品安全與生物發(fā)酵等相關(guān)領(lǐng)域。導(dǎo)電高分子由于可逆的電化學(xué)摻雜與去摻雜、高而穩(wěn)定的導(dǎo)電率、簡(jiǎn)單可行的生物活性分子固定化、能與不同固定方法結(jié)合、可與不同固定材料聚合或復(fù)合等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在電化學(xué)生物傳感器的應(yīng)用中已顯示其獨(dú)特魅力,同時(shí),導(dǎo)電高分子作為良好的導(dǎo)電生物材料為促進(jìn)電子的快速傳遞和生物活性分子的高效固定也引起生物傳感器構(gòu)建的廣泛關(guān)注。電化學(xué)方法具有制備和檢測(cè)簡(jiǎn)單快速,條件易控制,試劑無(wú)須預(yù)處理、用量少、成本低,檢測(cè)穩(wěn)定性好、靈敏度高、選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)。然而,電化學(xué)生物傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用卻很少,尤其在糧食作物、蔬菜作物中的定性定量分析研究鮮有報(bào)道?;谝陨夏康模环N為農(nóng)作物中生物活性分子定性定量及其生理生化分析的導(dǎo)電高分子電化學(xué)生物傳感器被研究開(kāi)發(fā)。
結(jié)合抗壞血酸氧化酶(AO)基生物傳感器過(guò)去三十年的發(fā)展歷程,該文構(gòu)建了基于導(dǎo)電高分子的AO基生物傳感器[1],并對(duì)該生物傳感器進(jìn)行改良[2~3]。該文以AO為模式酶,各種導(dǎo)電高分子復(fù)合材料:諸如導(dǎo)電高分子聚 (3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)、聚 (羥甲基3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOTM)、聚吡咯(PPy)、聚三噻吩乙酸(PTAA)與氨基酸表面活性劑(SLS)、單臂或多壁碳納米管(SWCNT 或 MWCNT)、離子液([Emim][EtSO4])、Nafion為AO的導(dǎo)電固定基底,構(gòu)建不同維生素C(Vc)生物傳感器應(yīng)用于農(nóng)作物和農(nóng)產(chǎn)品中Vc含量的檢測(cè)與分析。Vc對(duì)基于導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的AO生物傳感器均有類(lèi)似的表征,表現(xiàn)出良好的生物電催化活性,高濃度的Vc將導(dǎo)致峰電位較小正移,電流-時(shí)間響應(yīng)延長(zhǎng),曲線線性偏離。酶分子的物理吸附和電化學(xué)聚合法都容易造成酶分子的脫落,交聯(lián)和包埋能很好解決這一問(wèn)題。尤其是多種固定方法相結(jié)合能很好彌補(bǔ)各自的缺陷,不同復(fù)合材料修飾的導(dǎo)電高分子不僅能改善固定基底的性能,而且有利于增強(qiáng)電化學(xué)生物傳感器的綜合性能。在蔬菜作物和農(nóng)產(chǎn)品中Vc含量的成功檢測(cè)表明:基于導(dǎo)電高分子生物傳感器作為一種監(jiān)測(cè)分析工具能夠應(yīng)用于農(nóng)作物中生物活性分子的檢測(cè)。
(略)