將乙酰膽堿酯酶(AChE)固定到石墨烯-氧化鋅(GR-ZnO)納米復合物修飾的玻碳電極表面，構建了一種用于辛硫磷檢測的高靈敏電化學生物傳感器.

　　納米復合物不僅為保持AChE 的生物活性提供了適宜的微環境， 并且對辛硫磷的傳感性能的改善顯示出強大的協同效應. 抑制率與辛硫磷濃度的對數值在1.0×10^-11 mol/L 到1.0×10^-6 mol/L 范圍內呈良好的線性關系， 檢測限為3.4×10-12 mol/L(S/N=3).

　　辛硫磷是農業生產中應用廣泛的一種有機磷農藥，它可以抑制乙酰膽堿酯酶的活性，導致體內神經遞質乙酰膽堿的大量蓄積，從而產生惡心、頭疼等中毒癥狀，嚴重的可以導致死亡，因此對其快速檢測顯得非常重要. 傳統的檢測方法主要是色譜法，但這些方法樣品處理復雜，不適于進行現場檢測. 基于電化學方法的傳感器，由于儀器易于微型化，為實現現場檢測分析提供了可能.

　　石墨烯是由單層碳原子密集排列成的二維蜂窩晶格結構的一種碳材料，具有導電性能好、比表面積大和電子轉移速率快等優點， 目前已用作制備電化學傳感器的電極材料. 但石墨烯的團聚限制了它的廣泛應用. 研究表明， 石墨烯-氧化物復合材料具有良好的分散性和穩定性，這些特性使其有望用于電化學傳感器的構建并用于實際測定研究. 基于此，本文構建了一種基于石墨烯-ZnO(GR-ZnO)復合物的乙酰膽堿酯酶生物傳感器，并用于快速靈敏的檢測辛硫磷農藥.

1、材料與方法

　　1.1、儀器與試劑

　　Prestige-21 傅立葉變換紅外光譜儀：日本島津公司;Hitachi-800 透射電子顯微鏡： 日本日立公司;X-射線粉末衍射儀：XRD，D/max 2550，日本理學公司; CHI650C 電化學工作站：上海辰華儀器有限公司. 采用三電極系統：玻碳電極(GCE， Φ= 3mm)及復合物修飾電極為工作電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極， 鉑絲電極為對電極.氯化乙酰膽堿(ATCl)和乙酰膽堿酯酶(AChE，C3389，236 U/mg)購于Sigma 公司;辛硫磷(純度≥99.99%)購自北京上立方聯合化工技術研究院;戊二醛(25%)由上海國藥集團提供;其他試劑均為分析純. 試驗用水為二次蒸餾水.

　　1.2、GR-ZnO 復合物的制備

　　首先采取文獻中方法合成石墨氧化物(GO)和石墨烯(GR).GR-ZnO 復合物采用改進的文獻方法合成.在200 mL 蒸餾水中首先加入0.2 g GO，超聲2 h，然后與100 mL 含有0.2 g Zn(NO3)2 的溶液混合均勻， 之后加入3 mL 氨水和0.2 mL 水合肼，120 ℃反應4 h. 產物用蒸餾水洗至中性，60 ℃干燥12 h，即制得GR-ZnO 復合物.

　　1.3、乙酰膽堿酯酶生物傳感器的制備

　　殼聚糖(CHI)首先溶解在1%的冰醋酸中制得0.5%g/mL 殼聚糖分散液. 然后將適量GR-ZnO 復合物加入到上述分散液中， 超聲分散后得到GRZnO/CHI 分散液.

　　GR-ZnO/CHI 分散液與0.5%戊二醛等體積混合，之后取5 μL 溶液滴加至電極表面，晾干后再滴加5 μL 的乙酰膽堿酯酶溶液，冰箱中干燥即得乙酰膽堿酶生物傳感器(AChE/ZnO-GR/CHI/GCE).

　　1.4、抑制率的計算方法

　　乙酰膽堿酯酶能夠催化底物氯化乙酰膽堿水解，催化活性受有機磷農藥的抑制，導致水解產物硫代膽堿濃度減小， 故電流減小. 農藥的濃度越大，電流減小的越顯著，即對酶的抑制率增加. 抑制率可由下式計算：

　　抑制率(A%)=[(I0-I1)/I0]×100%，

　　式中:I0 為ATCl 在AChE/ZnO-GR/CHI/GCE 的響應電流;I1 是辛硫磷抑制后ATCl 在AChE/ZnO-GR/CHI/GCE 的響應電流.

結論

　　本文中提出了一種基于石墨烯-氧化鋅復合物固定乙酰膽堿酯酶的新型生物傳感器(AChE/ZnO-GR/CHI/GCE)， 并將其用于農藥辛硫磷的測定. 采用循環伏安法對不同修飾電極的電化學行為進行了表征，結果表明ZnO-GR/CHI 復合膜修飾于碳玻電極表面， 能有效地提高玻碳電極的電化學響應能力及保持乙酰膽堿酯酶的生物活性. 由于乙酰膽堿酯酶能催化底物氯化乙酰膽堿的水解， 水解產物巰基膽堿在電極上發生氧化產生電流，農藥的加入會使該電流減小，產生抑制作用，抑制率與加入農藥濃度的對數在一定范圍內有良好的線性關系，據此建立了測定辛硫磷的新方法.