[00122244]乙酰胆碱酯酶仿生结构与有机磷毒剂分析

乙酰胆碱酯酶仿生结构与有机磷毒剂分析的研究具有重要的理论意义和应用价值。有机磷类农药是我国农产品生产中使用的主要产品,低浓度的有机磷农药能强烈抑制乙酰胆碱酯酶的活力,其抑制率与农药的浓度呈正相关,常常用于食品和环境中有机磷的快速检测。然而,利用乙酰胆碱酯酶抑制和电化学方法进行有机磷的快速检测一直存在以下几个问题： 1)如何提高有机磷的检测灵敏度？传统研究是通过提高乙酰胆碱酯酶的活力来提高有机磷检测灵敏度,但实际上我们要检测的是乙酰胆碱酯酶的抑制灵敏度而不是活力,问题应该转化为如何提高乙酰胆碱酯酶的抑制灵敏度？ 2)传统上乙酰胆碱酯酶的催化反应是在水相中进行,然而大部分有机磷不容易溶于水,那么有机磷对乙酰胆碱酯酶的抑制能否在有机相中进行？乙酰胆碱酯酶在有机相中是否能保持催化活性？ 3)无论如何,有机溶剂的存在都会影响乙酰胆碱酯酶的活性和有机磷对其抑制能力,能否在有机相中提高乙酰胆碱酯酶的活性和有机磷抑制灵敏度？4)固定化酶具有稳定性好、可重复使用等优点,但也具有催化效率低的缺点,其根本原因在于固定化酶的催化为异相催化,从而限制了酶与底物或抑制剂的接触。而溶液中的酶可以进行匀相催化,但是具有较低的稳定性,不便于保存。乙酰胆碱酯酶的有效储存和应用是实现有机磷抑制电化学检测的关键。 针对以上问题,本项目就乙酰胆碱酯酶智能仿生纳米结构的构建,有机相或多相体系中的生物催化和抑制,有机磷电化学检测进行了充分的调研和深入的研究。研究发现乙酰胆碱酯酶在油水两相界面仍然具有催化活性和有机磷抑制敏感性;进一步在油水两相界面上构建了乙酰胆碱酯酶仿生结构,发现这样一个仿生结构能够保护两相界面上的乙酰胆碱酯酶,使之表现出更好的酶催化活性和有机磷抑制灵敏度。此后利用水溶性膜固定乙酰胆碱酯酶,实现了其在在均相体系中的催化和抑制,将此水溶性薄膜用于有机磷的电化学分析,取得了良好的效果。以上研究取得了一定的成果,并在Chem. Rev., Electrochem Commun., Chemosphere等国际知名学术期刊上发表论文,收到良好的反响;获国防科技图书出版基金资助,出版图书《生物传感器及其军事应用》。