微悬臂梁适配子传感器检测维埃克斯沙林及动力学分析-分析化学.pdf

第42 卷 分析化学 (FENXI HUAXUE)摇 研究报告 第8 期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2014 年8 月 Chinese Journal of Analytical Chemistry 1143 ~1148 10.11895/j.issn.0253鄄3820.140191 微悬臂梁适配子传感器检测维埃克斯、沙林及动力学分析 * 刘志伟摇 童朝阳 摇 郝兰群摇 刘 冰摇 穆晞惠摇 张金平摇 高 川 (防化研究院,国民核生化灾害防护国家重点实验室,北京102205) 摘摇 要摇 采用生物素鄄亲和素法在微悬臂梁传感芯片上固定维埃克斯、沙林适配子,建立了压阻式微悬臂梁适 配子传感器检测维埃克斯、沙林及动力学分析方法。 传感器对维埃克斯检测的线性范围为2 ~60 滋g/ L,线性 回归方程为驻U =0.886C-1.039(n=5,R=0.984,p0.001),检出限为2 滋g/ L (S/ N逸3);对沙林检测的线性e 范围为10~60 滋g/ L,线性回归方程为驻U =0.716C-2.304(n=5,R =0.996,p0.001),检出限为 10 滋g/ Le (S/ N逸3)。 传感器具有良好的选择性和抗干扰能力,对毒剂类似物O鄄丁基甲基膦酰氯基本无响应。 在此基 础上,根据受体鄄配体结合特性与压阻式微悬臂梁传感器输出电压变化之间的关系,建立了传感器检测维埃克 斯、沙林的反应动力学模型,根据拟合方程求出的传感器对不同浓度维埃克斯、沙林反应达到平衡时的响应电 压(驻U )、响应时间(t )均与实测值非常接近。 e 0 关键词摇 微悬臂梁;适配子传感器;维埃克斯;沙林;动力学分析 1摇 引摇 言 维埃克斯(VX)、沙林(GB)作为神经性毒剂,具有高效强毒、快速杀伤的特点。 检测VX和GB常用 的方法有色谱法、色谱鄄质谱联用法和波谱法等,这些方法的检测灵敏度虽然很高,但样品处理繁琐,分 析时间长、成本高,且所需仪器复杂、价格昂贵、庞大笨重,需要专业技术人员操作和维护,不适用于现场 快速检测[1~3]。 目前含磷毒剂生物传感器具有体积小、响应灵敏、快速、一般不需要对样品进行预处理 等优点,已广泛用于毒剂的现场检测中,但这类传感器一般采用胆碱酯酶作为分子识别物质,对所有能 [4] 抑制胆碱酯酶活性的含磷毒剂和氨基甲酸酯均有响应,无法区分毒剂种类 。 适配子(Aptamer)是人工合成的单链寡核苷酸,具有亲和力高、特异性强、稳定性好及制备容易等优 [5,6] 点,在生物传感器中作为一种新的分子识别物质正受到越来越多的重视 。 压阻式微悬臂梁将压阻 [7] 材料集成于微悬臂梁中,通过惠斯通电桥将微悬臂梁的弯曲直接转换为电压信号进行输出 。 由于压 阻式微悬臂梁读出方式简单、易于集成,成本低,体积小,在生化分子的现场检测中具有很好的发展前 [8,9] 景 。 目前,有关微悬臂梁适配子传感器检测VX和GB及动力学分析方法尚未见文献报道。 本研究 的目的在于:(1)利用毒剂特异性的VX和GB适配子,建立一种基于压阻式微悬臂梁适配子传感器检 测VX和GB 的新方法,实现对VX和GB 的高灵敏特异性检测,以解决现有含磷毒剂生物传感器无法区 分毒剂种类的缺陷;(2)创建压阻式微悬臂梁适配子传感器检测VX和GB 的反应动力学模型,为传感 器的数据处理、噪声及非特异性信号干扰的排除提供理论依据。 2摇 实验部分 2.1摇 仪器与试