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生物化学研究国际
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生物化学研究国际/2013年/文章

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体积 2013年 |文章的ID 731501年 | https://doi.org/10.1155/2013/731501

Vikas Dhull Anjum Gahlaut Neeraj Dilbaghi说,Vikas Hooda, ”乙酰胆碱酯酶生物传感器的电化学检测有机磷化合物:审查”,生物化学研究国际, 卷。2013年, 文章的ID731501年, 18 页面, 2013年。 https://doi.org/10.1155/2013/731501

乙酰胆碱酯酶生物传感器的电化学检测有机磷化合物:审查

维Dhull,1 Anjum Gahlaut,2 Neeraj Dilbaghi说,1 和 维Hooda2

1大学生物学系和纳米技术,大师Jambeshwar科技、Hisar 125001年,印度

2生物技术中心,妇女们Dayanand大学Rohtak 124001年,印度

学术编辑器:藤原Shibasaki
收到了 2013年7月23日
接受 2013年10月3日
发表 2013年12月09

文摘

指数增长的人口,资源有限,在农业部门施加了巨大的压力。为了实现高生产率农药的使用增加了许多褶皱。这些含有有机磷农药(OP)有毒化合物干扰酶乙酰胆碱酯酶的正常运转(疼痛),最后影响到中枢神经系统(CNS)。需要例行的,连续的,现场发现OP化合物是主要的局限性与常规分析方法。疼痛基础酶生物传感器已经被研究者报道作为最有前途的工具进行分析农药控制毒性和环境保护水平。现在回顾总结疼痛方面讨论其特征为基础的生物传感器的制造、检出限、线性范围、孵化时间和存储稳定性。最近报道中使用纳米粒子制造策略提高了生物传感器的效率在很大程度上使他们更可靠和健壮。

1。介绍

目前农药在农业方面发挥着重要作用。杀虫剂杀虫属性由于伟大的使用它们1,2]。但影响人类健康和环境这些农药含有有毒的化合物。这些有毒化合物是危险的,因为他们可以积聚在谷物,蔬菜,水果,等等,在土壤渗透,最后导致水污染(3,4]。这些有毒化合物的浓度环境中与一个指数率增加一天。有机磷(OP)构成的一个重要类的有毒化合物会导致头痛、嗜睡、困惑、抑郁、易怒、定向障碍、记忆受损和浓度,说话困难,眼睛疼痛、腹痛、抽搐、呼吸衰竭、严重的神经系统疾病(5- - - - - -10]。EPA有机磷列为高度有毒的蜜蜂,野生动物,和人类1]。这些OP农药抑制乙酰胆碱酯酶的酶(疼痛、EC 3.1.1.7)参与正常运转的中枢神经系统(CNS)的人类。由于这种酶的抑制疼痛,乙酰胆碱(ACh)神经递质在体内累积干扰肌肉反应,最后导致呼吸问题,心肌故障,甚至死亡11,12]。不同农药的毒性取决于农药的化学结构(12,13]。重复低水平暴露在OP化合物导致严重影响人类的健康。土壤的污染和食品由于这些农药造成了一个严重的问题,所以有必要监控他们增加浓度的日常使用的食品。土壤是一个自然的净化器,OP农药水与土壤颗粒和不污染地下水,但当一些OP杀虫剂提出如有机氯农药可以通过土壤和污染甚至渗透甚至地下和地表水。许多规章制度已经在国际层面上减少地下和地表水的污染。监管限制和指导水平也有允许残留在饮用水14]。

有必要开发的方法快速、敏感、可靠的检测OP杀虫剂在水果,蔬菜,水,等等15]。传统的分析方法来监控这些急性毒性化合物包括毛细管电泳的浓度(16),比色法(17),气相色谱法(GC) (18)、质谱(MS) (19),薄层色谱法(20.,21],高效液相色谱法(HPLC) [22]。上面说的方法有一定的局限性,即样品制备是忙碌和耗费时间;需要昂贵的设备和训练有素的人力资源;更少的经济;等等。为了克服上述问题,开发生物传感器是被鼓励的。他们是简单的,敏感的,发展成本低,和用户友好的;一个正常人可以轻松处理。

目前的审查描述和讨论了使用疼痛OP化合物的生物传感器检测和毒性水平的测量在不同样本。

2。疼痛为催化

疼痛属于家庭的羧酸酯酶(EC 3.1.1.7数量)。丝氨酸蛋白酶和稳定的乙酰胆碱水平(神经递质)thiocholine催化转化乙酰胆碱的。疼痛集中在神经肌肉接头和大脑胆碱能突触。当这种酶活性形式中它终止突触传递。疼痛是高效和催化分解乙酰胆碱的微秒使突触间隙清楚,避免碰撞的消息。疼痛有两个活跃的子站,阴离子和esteratic子站。乙酰胆碱神经之间的消息提供中介负责肌肉收缩。从神经乙酰胆碱的释放到突触间隙,它是被乙酰胆碱受体存在于进一步传送信号的突触后膜。随着乙酰胆碱受体疼痛也出现在突触后膜有助于终止信号传输的水解课时。在水解,乙酰分成两个产品一个是,另一个是乙酸胆碱。 Choline and acetic-acid are recycled by the body to again form acetylcholine to maintain the reserves of neurotransmitters so that they can be used by the body again during the time of need. In the presence of inhibitor (OP compound), which forms covalent bond with serine present on the active site of AChE, leads to inactivation of the enzyme [54,55),和所涉及的肌肉不放松,导致麻痹的条件。抑制疼痛的强度与OP化合物的浓度成正比,也就是说,抑制剂,也利用作为OP化合物的浓度检测方法原理(55- - - - - -58]。

3所示。生物传感器的基本原理

生物传感器基本上由三个元素组成,生物识别元件,传感器和信号探测器,如图1。生物识别元素必须是非常具体的分析物的准确检测分析物在不同样本。作为识别元素和被分析物在靠近彼此的化学变化发生在电活性物种的生成,减少形式的副产品,消耗氧气,等等59]。这些变化检测并显示在控制系统。


图1
电化学生物传感器的基本原理。
3.1。OP生物传感器原理基于疼痛的抑制机制

生物传感器的敏感性依赖biorecognition层反应的催化作用。产品/副产品进一步或本身充当信号直接或分析物浓度成反比。的疼痛抑制基于OP生物传感器,信号生成OP化合物的浓度成反比,或以其他的术语来说,我们可以说OP化合物浓度的增加导致弱信号。疼痛生物传感器主要作用于抑制的效果。的生物传感器疼痛用作biorecognition元素可以检测有机磷和氨基甲酸酯农药等有毒,神经毒气,和其他几个自然毒素(60,61年]。一些药物的帮助下也可以检测到这种生物传感器(62年]。如果示例中的抑制剂不存在那么acetylthiocholine将转化成thiocholine和醋酸。如计划所示1。但如果抑制剂存在于样品的浓度thiocholine减少或没有thiocholine醋酸生产,换句话说,它完全抑制转换,如图2(63年]。在外加电压的影响下thiocholine氧化。阳极氧化电流成反比的有毒化合物存在于样本和曝光时间。

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方案1
反应参与代电化学生物传感器的反应。

图2
疼痛inhibition-based OP生物传感器的原则。

一开始,疼痛生物传感器没有被视为可靠的工具,但是随着时间的制造策略和方法的进步酶纯化及其稳定克服缺点与精度,灵敏度和可靠性(64年]。

4所示。OP生物传感器为基础的制造的疼痛

在疼痛的酶生物传感器电极工作是由附件在不同的支持。支持可能矩阵,丝网印刷电极,半导体量子点(QD)等纳米材料等等(127年),如图3。固定化酶在特定的支持后,构象发生变化,最终影响灵敏度,稳定性,响应时间和再现性。各种方法可用于固定化酶包括物理吸附,物理截留,共价耦合、自组装单分子层,面向固定,electropolymerisation。物理吸附的形成包括范德华力等弱键,和酶之间的静电相互作用发生的支持有一个优势留住固定化酶的活性和方法是经济的。这种方法的缺点是酶的漏79年]。在物理截留,疼痛酶是局限在凝胶,矩阵,或工作电极的膜,用于制造。这是一个一步过程在较低温度下进行,是简单和廉价,没有阻碍酶的活动。这种方法也存在浸出的酶,特异性的固定,重现性较低。共价耦合、稳定之间形成共价键的支持和防止浸出酶的酶,酶直接可用性与分析物的互动,进一步导致快速的响应时间。但这种方法涉及到大量的酶的使用,容易变性,也是昂贵的,涉及到复杂的程序(42,96年]。分子的自组装单层(SAM)是单层的形式组织的。这些分子有头组和尾组有官能团;主管集团向底物亲和力。这一层很容易准备,分子有序的方式存在,在纳米尺度的范围和规模也。该方法的缺点是包括在繁殖困难和电极污染随时间发生由于酶与电极相互作用的弱化(115年,116年]。面向固定在一个可以使用的新方法。在此方法中,酶是利用特定的官能团和东方是可能的酶的活性部位对分析物。这种技术需要更少数量的酶与特定控制方向(117年]。Electropolymerization也是可能的疼痛的固定化酶的方法用于聚合的电场。


图3
工作电极的不同支持用于制造。
4.1。膜用于制造OP的生物传感器

在膜疼痛生物传感器酶固定化是基于合适的矩阵。作为支持固定的膜可以自然的或人工。酶是局限于半透膜将允许通过底物。基于膜的生物传感器的灵敏度和选择性可以增强由于人工膜的生物相容性。不同的支持已被用于酶的固定化(表1),如尼龙和硝酸纤维素(23)、玻璃/溶胶-凝胶/聚偏二氟乙烯(24),杂化介孔硅(25),聚(acrylonitrile-methylmethacrylate-sodium vinylsulfonate) (PAN) (26,27透明),(28),聚(2-hydroxyethyl丙烯酸甲酯)膜29日),聚乙烯醇(PVA) / SbQ [30.),聚丙烯酰胺(31日],bio-immunodyne膜[118年),如果3N4/ Ti层(32),孔隙玻璃/ H+膜电极(33],hybond N+膜(34]。人工膜选择性的不同的生物分子,他们是高度灵活的响应可以增强。膜持久和稳定在一个广泛的博士以上的生物传感器受到膜污染的问题。半透膜的毛孔堵塞可能导致阻碍溶质的流逝。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
电位 尼龙和硝酸纤维素/ pH电极 交联 0.038μ米
0.077μ米		 50×103-2.5×103
50×103-2.5×103μ米		 敌百虫,Co-Ral 15 30.
15		 (23]
光纤 玻璃/溶胶-凝胶/聚乙烯 交联 0.53μM和0.023μ米 0.54 - -39.8和0.022 - -0.13μ米 西维因、敌敌畏 10 21 (24]
测量电流的 杂化介孔二氧化硅/ Pt电极 截留 1.2×10−3μ米 1.0×10−3-0.3μ米 DZN-oxon 15 80年 (25]
测量电流的 碳管/ PAN / Pt电极 使用伴刀豆球蛋白亲和力债券 5.0×10−9μ米 3.6×10−8-3.6×10−5μ米 对氧磷 20. 120年 (26]
测量电流的 锅/ AuNPs / Pt电极 共价键 0.026×10−5μ米 3.6×10−7-3.6×10−4μ米 对氧磷 20. 30. (27]
测量电流的 玻璃纸/公司 交联 1.45μ米 1.45 - -7.26μ米 对氧磷 15 NR (28]
溶氧度规 保利(2-hydroxyethyl metacrylate) /氧电极 截留 0.119μ米 0.05 - -2.62μ米 涕灭威 5 2 (29日]
测量电流的 PVA-SbQ / Pt电极 截留 7.2×10−5,0.049μ米 NR 对氧磷,thifensulfuron甲基 30. 30. (30.]
测量电流的 聚丙烯酰胺/ pH电极 交联 3.62×103μ米 NR 敌敌畏 30. 50 (31日]
电导 如果3N4/钛层 交联 10磅 NR 锌+、Cd+ 30. 20. (32]
电位 孔玻璃/小时+电极 交联 2×10−10米 10−11-10年−4米 OP的化合物 30. (33]
比色 H键N+膜 物理吸附 1毫克/毫升氧化乐果,0.1毫克/毫升敌敌畏、甲胺磷2毫克/毫升,0.05毫克/毫升,毒死蜱对西维因1.5毫克/毫升,抗蚜威0.8毫克/毫升。 Op的化合物 15 60 (34]
注意:NR:没有报道。
表1
基于膜固定化疼痛OP生物传感器。
4.2。聚合物用作固定的支持

聚合物也可以用作对固定化酶的支持。聚合物的物理和化学性质不同的广泛可以利用传感器发展(119年]。Scince聚合物支持是灵活的,生物兼容的低成本,他们有优势的其他支持。它们可以被用作生物传感器制造(独立的电影120年]。

4.2.1。准备不导电聚合物矩阵对酶固定化

不导电聚合物支持可以很容易地在实验室做好准备。不同的官能团可以生成这些化学处理的支持。感兴趣的官能团可以根据特定的酶合成等支持。酶的使用寿命也可以通过这种方法增强,它提供了微环境的酶,可以储存很长时间。但有缺点不导电聚合物,作为一个支持它作为电子和传感器之间的障碍,从而影响电极的灵敏度的工作电极的影响。一些支持,用于固定化酶(表2)微碳纳米管(热合)/ PAN / Pt电极(26),锅/金纳米粒子(AuNPs)装饰Pt电极(27),mesocellular硅泡沫(MSF) pva /玻碳电极(GCE) [35),PVA-SbQ聚合物装饰丝网印刷电极(SPE) [36),PVA-SbQ / Pt电极[30.],polyamidoamine (PAMAM) - Au /碳纳米管(碳纳米管)/ GCE [37],无国界医生组织/ PVA / GCE [38)、尼龙网(39),PVA / azide-unit水吊坠(用)121年,康菲石油改性PVA-AWP电极(40]。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
测量电流的 碳管/ PAN / Pt电极 亲和力结合 5.0×10−9μ米 3.6×10−8-3.6×10−5μ米 对氧磷 20. 120年 (26]
测量电流的 锅/ AuNPs / Pt电极 共价键 0.026×10−5μ米 3.6×10−7-3.6×10−4μ米 对氧磷 20. 30. (27]
测量电流的 无国界医生组织/ PVA / GCE 截留 0.2×10−3μ米 0.2×10−3-44.8×10−3μ米 久效磷 10 30. (35]
测量电流的 PVA / SbQ / SPE 截留 1.91×10−2μ米
1.24×10−3μ米		 NR 对氧磷和chlorpyrifos-ethyl奥克 10 Nr (36]
测量电流的 PVA / SbQ / Pt电极 截留 7.2×10−5、0.18和0.049μ米 NR 对氧磷、代森锰和thifensulfuron甲基 30. 30. (30.]
测量电流的 PAMAM-Au /碳纳米管/ GCE 静电相互作用 4.0×10−3μ米 4.8×10−3-9.0×10−2μ米 卡巴呋喃 9 21 (37]
测量电流的 无国界医生组织/ PVA / GCE 截留 十亿分之0.05(0.2海里) -10 - 0.05磅 久效磷 10 30. (38]
测量电流的 尼龙网 共价键 1.3 - -3.9磅 NR 对氧磷 30. 15 - 20 (39]
测量电流的 PBA / SbQ / Pt电极 交联 25磅- 1.5 ppm NR 毒死蜱 15 NR (40]
注意:NR:没有报道。
表2
OP生物传感器基于不导电聚合物固定化疼痛。
4.2.2。导电聚合物矩阵用于固定化酶

导电聚合物是高分子合成的化学和电化学的方法。这些聚合物的性质可以很容易地根据需要调整薄膜的厚度、功能化、导电性等。它们也可以用于酶截留在electropolymerization和使用的电极表面的均匀覆盖在基板的形状和大小的帮助下聚合物薄膜(122年,123年]。不同支持用于固定化酶(表3)聚(丙烯酰胺)/ pH电极(31日),表面(PEI) / GCE [41),裴/ SPE [42)、巯基苯并噻唑/聚苯胺(PANI) /非盟电极(43聚苯胺/碳纳米管涂层与单链DNA), (ssDNA) /非盟电极(44),AuNP-polypyrrole (PPy)纳米线/ GCE [45聚苯胺共聚物,PPy和夹住碳管/ GCE [46),丝绸fibronin矩阵(47],CS /铝青铜/ GCE [48],PB / GCE [49],国民生产总值/壳聚糖/ GCE [50),聚合酶电极(51),ZrO2/ SPE [52),和黄金(Au)纳米粒子/聚(氯化dimethyldiammonium) (PDDA)保护普鲁士蓝(PB)矩阵53]。导电聚合物受到高成本的缺点,在处理困难,缺乏机械稳定性掺杂后,很难制造,寿命短,等等。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
测量电流的 聚丙烯酰胺/ pH电极 交联 3.62×103μ米 NR 敌敌畏 30. 50 (31日]
电位 裴/ GCE 共价键 1.0μ米 NR 敌敌畏 10 NR (41]
测量电流的 裴/ SPE 非共价键 1.0×10−4μ米 NR 敌敌畏 2 NR (42]
测量电流的 巯基苯并噻唑/
聚苯胺/非盟电极		 吸附 0.48×10−3μ米
0.61×10−3μ米		 NR DiazinoFenthion 20. NR (43]
电化学 聚苯胺/ CNT ssDNA /非盟电极 共价键 1.0×10−6μ米 1.0×10−5和1.0μ米 甲基对硫磷和毒死蜱 15 5 (44]
电化学 AuNPs-PPy纳米线全球教育运动 截留 7.5×10−3μ米 0.018 - -0.45和1.89 - -17.0μ米 甲基对硫磷 12 30. (45]
测量电流的 PPY-PANI /碳管/ GCE 吸附 3.02×10−3μ米 0.030 - -1.51和3.027 - -75.67μ米 马拉松 15 30. (46]
测量电流的 科幻/ MWNTs / GCE 吸附 5.0×10−7米,6.0×10−8米 3.5×10−62.0×10−3米,1.0×10−73.0×10−5米 甲基对硫磷,西维因 10 4周 (47]
测量电流的 CS /铝青铜/ GCE 封装 8μg / L 0.25 - -1.50和1.75 - -10.00 OP杀虫剂 10 15 (48]
测量电流的 PB / GCE 交联 2.5 ng L−1敌敌畏,15 L ng−1氧化乐果,5 L ng−1敌百虫、10 ng L−1
forphoxim。		 10 ng L−11 L ng−1对敌敌畏 敌敌畏、氧化乐果、tricholorfon,辛硫磷 10 (49]
伏安 国民生产总值/壳聚糖/ GCE 共价键 1.58×10−10米 NR Cholropyrifos 10 10 (50]
电位 聚合酶电极 截留 十亿分之清廉 NR OP杀虫剂 2 NR (51]
电化学 ZrO2spe 丝网印刷 0.02纳米 0.05纳米到10纳米 OP的化合物 40 NR (52]
测量电流的 Au-PDDA-PB矩阵 共价键 0.8 pg / mL 1.0 -1000 pg / mL和1.0 -10 ng / mL 久效磷 10 30. (53]
注意:NR:没有报道。
表3
基于导电聚合物固定化疼痛OP生物传感器。
4.3。溶胶-凝胶法基础疼痛固定

溶胶-凝胶法是一种重要的支持,可以用于固定化酶。溶胶-凝胶法首先重要属性的支持是孔隙大小可以根据需要调整。他们也没有显示惰性肿胀在水介质中,光化学和热稳定性。抗体和酶特别是可以固定,不允许泄漏介质的酶。一些负责任的缺点包括生物分子的变性发生在高酸性条件和/或高酒精浓度。协议用于溶胶-凝胶膜的形成不能满足曲面的涂层基质如光纤;足够的信号需要高水平的生物分子在溶胶-凝胶薄膜,但这是不可能的不溶性的蛋白质或聚合的烷氧基硅烷的解决方案。溶胶-凝胶法支持用于固定化酶(表4)溶胶-凝胶/ TMOS [65年溶胶-凝胶/玻璃[],66年),硅溶胶-凝胶法(韶钢)[67年),TMOS /溶胶-凝胶法[68年,69年),chromoionophore /溶胶-凝胶法[70年),阿尔2O3/溶胶-凝胶法[71年),溶胶-凝胶法矩阵/ TCNQ [72年],AuNPs-SiSG [73年)、氧化铝/溶胶-凝胶法[74年),溶胶-凝胶/溴麝香草酚蓝75年)、锌(氧化)/溶胶-凝胶法(76年),Si /溶胶-凝胶法[77年溶胶-凝胶/碳电极[],78年]。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
光学 溶胶-凝胶/ TMOS 封装 0.94μ米
42.19μ米		 3.17 - -31.48
14.89 - -998.40μ米		 二溴磷、灭蚜磷 5 30. (65年]
光学 溶胶-凝胶/玻璃 封装 0.098μ米 0.098 - -0.55μ米 对氧磷 30. NR (66年]
测量电流的 硅溶胶-凝胶/ SPE 封装 0.024、0.015和0.012μ米 0.01 - -0.001μ米 对氧磷、敌敌畏和chlorpyrifos-ethyl奥克 20. 6 (67年]
测量电流的 TMOS溶胶-凝胶/ SPE 封装 1.0×10−3μ米 1.0和3.0×10−3μ米 敌敌畏 15 NR (68年]
测量电流的 张志贤溶胶-凝胶/ GCE 封装 0.008μ米 0.008 - -0.81μ米 Oxydemeton甲基 20. 21 (69年]
光学 Chromo-ionophore /溶胶-凝胶法 封装 2.26μ米 2.26 - -31.67μ米 敌敌畏 15 NR (70年]
测量电流的 艾尔2O3溶胶-凝胶法矩阵SPE 吸附 0.01μ米 -80 - 0.1μ米 敌敌畏 15 5 (71年]
测量电流的 溶胶-凝胶法矩阵在SPE TCNQ修改 截留 1×10−2,
8×10−4,2×10−2μ米		 NR 西维因、呋喃丹和pirimicard 20. 45 (72年]
电化学 AuNPs-SiSG / GCE 氢键 0.44μ米 NR 久效磷 10 30. (73年]
测量电流的 氧化铝/溶胶-凝胶/ sonogel复合/碳电极 封装 2.5×10−4μ米 0.5μ米 Chlorpyriphos-ethyl奥克 10 50 (74年]
光学 溴麝香草酚蓝/溶胶-凝胶法 封装 0.11μ米 0.14 - -5.70μ米 毒死蜱 8 10 (75年]
测量电流的 氧化锌/溶胶-凝胶/ SPE 0.127μ米 0.127 - -5.010μ米 对氧磷 10 90年 (76年]
测量电流的 硅溶胶-凝胶/碳电极 封装 3.0×10−4和0.47μ米 3.7×10−4-1.8×10−3-4.09和0.27μ米 甲基对硫磷和乙酰甲胺磷 20和图4 30. (77年]
循环Voltametry 溶胶-凝胶/碳电极 截留 对久效磷对对硫磷十亿分之0.04,47磅 0.1 - -1.0磅 对硫磷和久效磷 10 NR (78年]
注意:NR:没有报道。
表4
基于溶胶-凝胶法固定疼痛OP生物传感器。
4.4。丝网印刷技术

印刷需要的固定生物分子或生物受体的活性形式。由于结合分子的活性形式,分析发生变化从而影响敏感性和传感器的性能。必须采取必要的行动增强的选择性、灵敏度、曝光时间,等等。支持用于固定化酶(表5)TMOS /溶胶-凝胶/ SPE (68年),阿尔2O3溶胶-凝胶/ SPE (71年),溶胶-凝胶/ TCNQ /修改SPE (72年],SPE / TCNQ /石墨电极[79年康菲石油中国有限公司]/ SPE [80年),苯二胺/碳/ CoPC SPE (81年),环氧树脂/ SPE [82年),戊二醛蒸汽/ SPE [83年),PVA-SbQ聚合物/ SPE [36),SWCNT-CoPC / SPE [84年]。TCNQ改性石墨(85年),非盟电极(86年),丝网印刷碳电极(87年),和宠物芯片SPE (88年]。印刷不稳定,对阴离子具有较高的交叉敏感,和有限的寿命。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
测量电流的 TMOS溶胶-凝胶/ SPE 封装 1.0×10−3μ米 1.0和3.0×10−3μ米 敌敌畏 15 NR (68年]
测量电流的 艾尔2O3溶胶-凝胶/ SPE 吸附 0.01μ米 -80 - 0.1μ米 敌敌畏 15 5 (71年]
测量电流的 溶胶-凝胶/ TCNQ / SPE 截留 1×10−2,
8×10−4,2×10−2μ米		 NR 西维因、呋喃丹和pirimicard 20. 45 (72年]
测量电流的 SPE / TCNQ /石墨电极 吸附 3.0×10−6μ米 5×10−2-0.2μ米 Chlorpyrifos-ethyl奥克 10 50 (79年]
测量电流的 康菲石油/ SPE 交联 4.9×10−4μ米 10 - 5 - 1.0μ米 卡巴呋喃 15 NR (80年]
测量电流的 苯二胺/
CoPC SPE		 截留 1×10−11,
1×10−10,1×10−10μ米		 1.0×10−11
1.0×10−2μ米		 敌敌畏、对硫磷和azinphos 10 92年 (81年]
测量电流的 环氧树脂/ SPE 交联 1.0×10−4和1.0×10−5μ米 NR 对氧磷和批 15 5 (82年]
测量电流的 戊二醛蒸汽/ SPE 交联 0.18μ米 0.18 - -54.00μ米 对氧磷 10 NR (83年]
测量电流的 PVA-SbQ / SPE 截留 1.91×10−2μ米
1.24×10−3μ米		 NR 对氧磷和chlorpyrifos-ethyl奥克 10 Nr (36]
测量电流的 SWCNTs-CoPC / SPE 共价键 0.01和6.3×10−3μ米 0.018 - -0.181和6.36×10−3-0.159μ米 对氧磷和氧马拉松 15 3 (84年]
测量电流的 TCNQ modified-graphite 丝网印刷 1磅 0 - 5×10−3米 甲胺磷 10 NR (85年]
测量电流的 金电极 交联 0.1毫米 1 - 10毫米 对氧磷 28 (86年]
测量电流的 碳电极 共价键 10−10米 NR 敌敌畏 60 NR (87年]
测量电流的 SPE Copolymerisation 4到7μg / L NR Dicholrvos,甲基对硫磷 4 NR (88年]
注意:NR:没有报道。
表5
OP基于丝网印刷电极生物传感器。
4.5。量子点作为固定支持疼痛

量子点具有很高的发光photostable荧光团。量子点半导体粒子,都局限于尺寸纳米尺度(124年]。他们被用于生物传感器作为他们伟大的大小依赖属性,在尺寸上类似于用于固定化的生物分子(125年,126年]。量子点甚至可以加上各种生物分子由于它们重要的传感器的传感和发展敏感。他们遭受缺点如大尺寸(10到30 nm)和闪烁的行为如果没有荧光的发射中断更长。的支持用于酶的固定化(表6量子点)支持用于固定化酶:CdTe / AuNPs /芽/ GCE [73年量子点),CdTe /非盟电极[89年量子点),聚烯丙胺盐酸盐)/ CdTe /玻璃电极[90年],Mn:奈米d点[91年量子点,CdTE /非盟电极[92年]。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
电化学 AuNPs-SiSG / GCE 氢键 0.44μ米 NR 久效磷 10 30. (73年]
测量电流的 量子点CdTe / AuNPs /芽/ GCE 共价键 1.34μ米 4.4×10−3-4.48和8.96 - -67.20μ米 久效磷 8 30. (89年]
光学 CdTe-QDs /玻璃 静电相互作用 1.05×10−5和4.47×10−6μ米 1.0×10−6-1.0和1.0 - -0.1μ米 对氧磷
对硫磷		 15 35 (90年]
荧光猝灭 米歇尔。内格罗蓬特:奈米d导 NR 1.31×10−11摩尔 4.84×10−114.84×10−6摩尔/升 对氧磷 10 NR (91年]
测量电流的 量子点CdTE /非盟电极 共价键 2.98×10−3μ米 4.96×10−3-2.48μ米 二价碳基 10 30. (92年]
注意:NR:没有报道。
表6
疼痛生物传感器利用量子点作为固定的支持。
4.6。基于纳米材料的疼痛固定

为了提高基于电化学技术的可靠性,研究人员一直在探索新材料的可能性提高传感器的性能。纳米粒子被证明是一个领域的繁荣若由于他们宝贵的属性,如大的表面积,高导电性,良好的催化性质,等等。电子转移的速率在很大程度上提高。他们甚至可以在实验室合成和颗粒大小可以根据需要调整。经常使用的碳纳米管是现在如单壁碳纳米管(SWCNTs)和微碳纳米管(热合)。这些碳纳米管是高度导电和巨大的表面积。不同的支持用于固定化酶(表7)AuNPs-CaCO3/金电极、铁(Fe) NP /碳管/金电极,FeNP /碳管/氧化铟锡(ITO)电极,AuNPs / PB / GCE [93年),MWCNTs-Au纳米复合材料/ GCE [94年),ZrO2/芽/ GCE [95年),Au-Pt双金属NPs / GCE [96年),AuNPs / GCE [97年),AuNPs-MWCNTs / GCE [98年],PB /芽/ GCE [99年),TiO2graphane / GCE [One hundred.),graphite-nanoplatelet芽复合/ GCE [101年)、钙carbonate-CHIT复合/ GCE [102年),CdS-decorated石墨烯纳米复合材料(103年),CHIT-GNPs /非盟电极[92年),MWCNTs-CHIT / GCE [104年),AuNPs /非盟电极[105年),PbO2/ TiO2/ Ti [106年),PB-CHIT / GCE [107年),Er-GRO /电解质[108年],SWCNT修改FGE [109年),Au-PtNPs / 3-aminopropyltriethoxysilanes (apt) / GCE [110年],问网络修改GCE [111年],PAN-AuNPs [112年],CdTe AuNPs电影[113年],SiSG-AuNPs [114年]。
检测模式 传感器 酶的固定化方法 最低检出限 线性 衬底/酶抑制剂 孵化时间
(分钟)		 贮存稳定性
(天)		 参考
测量电流的 AuNPs / PB / GCE 表面吸附 3.5×10−9μ米 4.48×10−3-4.48×10−2μ米 久效磷 10 30. (93年]
测量电流的 MWCNTs-AuNC / GCE 亲水的粘附 1.81×10−3μ米 3.0×10−3-3.027μ米 马拉松 8 30. (94年]
测量电流的 ZrO2/芽/ GCE 表面吸附 1.3,5.0×10−3和1.7μ米 -520 6.6 -440 0.01 -0.59和8.6μ米 Phoxin、马拉松和imethoate 15 30. (95年]
测量电流的 Au-PtNPs / GCE 交联 50×10−440×10−3,40μ米 50 - 200×10−31.40 -50×10−3,-μ米 对氧磷乙,萨林,涕灭威 25 NR (96年]
测量电流的 AuNPs / GCE 表面吸附 7.0×10−3μ米 28日×10−3-170×10−3μ米 甲胺磷 10 7 (97年]
AuNPs-MWCNTs / GCE 表面吸附 1.0×10−3μ米 0.1×10−3-7.0×10−3μ米 NR 30. NR (98年]
测量电流的 PB /芽/ GCE 交联 0.113×10−4,0.703×10−4,0.194×10−4和0.33×10−4μ米 0.45×10−4-0.045,0.234×10−3-0.046,0.116×10−3-0.0194和0.167×10−3-0.0335μ米 对氧磷和chlorpyrifos-ethyl奥克 10 NR (99年]
测量电流的 TiO2修饰石墨烯/ GCE 表面吸附 1.4×10−3μ米 4.9 - -74.5和74.5 - -9.9×103μ米 二价碳基 3 20. (One hundred.]
伏安 石墨/芽/ GCE 共价键 1.58×10−4μ米 1×10−4-1.0μ米 Chloropyrifos 10 10 (101年]
伏安 碳管/ AuNPs-CHIT / GCE 表面吸附 0.01μ米 -10 - 0.1μ米 久效磷 NR 50 (102年]
测量电流的 CdS-decorated garphene纳米复合材料 表面吸附 3.4×10−3μ米 9.9×10−3-9.93μ米 西维因 2 20. (103年]
测量电流的 CHIT-GNPs /非盟电极 化学吸附 0.1×10−3μ米 0.3×10−3-60.5×10−3μ米 马拉松 15 NR (92年]
测量电流的 MWCNTs-CHIT / GCE 共价键 NR NR 西维因、马拉硫磷、乐果和久效磷 8 30. (104年]
测量电流的 AuNPs /非盟电极 表面吸附 33×10−3μ米 10×10−3-135×10−3μ米 卡巴呋喃 20. 7 (105年]
测量电流的 恶唑2/ TiO2/ Ti 表面吸附 0.1×10−3μ米 -20 - 0.01μ米 敌百虫 10 5 (106年]
测量电流的 PB-CHIT / GCE 共价键 3.0×10−3μ米 0.01 - -0.4和1.0 - -5.0μ米 西维因 10 30. (107年]
测量电流的 Er-GRO /电解质 表面吸附 2.0 ng毫升−1 5.0 ng -100毫升−1和1.0毫升-20 ng−1 Dicholrvos 10 28 (108年]
电位 SWCNT修改FGE 交联 25 - 35 nM和15 - 20 nM达林和DFP分别 20和20 - 80 nM沙林和DFP分别 萨林和DFP 5 30. (109年]
测量电流的 Au-PtNPs 3-APTES / GC电极 交联 150 - 200 nM, 40 - 50 nM和奖金μ对氧磷乙基M,萨林,涕灭威 NR 对氧磷乙,萨林,涕灭威 10 NR (110年]
测量电流的 玻璃碳电极CNT-web修改 表面吸附 1海里 20 - 1000纳米 甲基对硫磷 20. NR (111年]
测量电流的 PAN-AuNPs 共价键 7.39×10−11g L−1 10−10-10年−7g L−1 对氧磷 NR 20. (112年]
伏安 CdTe-GNPs电影 共价键 0.3 ngmL−1 1 - 1000 ngmL−1和男童ngmL−1 久效磷 8 30. (113年]
测量电流的 SiSG-AuNPs 表面吸附 0.6 ng / mL 0.001 - 1μg / mL和男童μ克/毫升 久效磷 10 30. (114年]
注意:NR:没有报道。
表7
基于纳米颗粒制备的OP生物传感器与疼痛biorecognition层。

5。结论和未来前景

很明显从上面的全面审查提出的基于疼痛OP生物传感器是一个重要的研究领域,有很多应用在环境监测中,人类的健康问题,和食品行业。发展高通量筛选的分析物的选择性biorecognition元素现在可能在一个可靠的方式秒的一小部分。大量的样本可以轻松和准确性的筛选。biorecognition元素的氧化和减少能力使得电化学生物传感器最合适的工具检测目的的其他可用的方法(127年]。电化学生物传感器具有独特的催化信号转化为可量化的数字信号使用精密加工电子产品。纳米粒子被证明是最合格的不同工作电极的制造。纳米材料可以很容易地在实验室合成的根据需要对它们的大小和尺寸。纳米材料的导电率高是由于高效的电子转移渠道开发的其他支持使用。疼痛自寿命的生物传感器也可以增加了使用基于纳米颗粒电极。一个巨大的各种各样的工作电极传感器发展可以捏造OP的改进检测化合物在不同的样本。现场检测也是一个重要参数是可能的生物传感器由于印刷技术。丝网印刷生物传感器可以捏造小型化形式进行现场快速监测分析物。但直到现在的商业化生物传感器不可能由于市场上酶的高成本。 Less work has been done on the validation of the enzymatic biosensors with respect to the real samples. Many interfering compounds are present in the sample and can hamper the sensitivity of the biosensor. The biosensors must be validated to explore the effect of interfering compounds on the pesticide detection.

利益冲突

作者(年代)声明(s),没有利益冲突有关的出版。

确认

作者感谢科技的金融部门的支持,新德里,提供激励奖学金JRF-P (IF110655)开展研究工作。也感谢生物和纳米技术部门,GJUS&T, Hisar和生物传感器和诊断实验室,生物技术中心MDU Rohtak。

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