有机磷农药分析方法的研究

目前,农药已经是环境污染中最主要的成分之一。作为杀虫剂和除草剂,有机磷农药由于广谱、高效、易降解、半衰期短等优点,广泛应用于农业、工业、医药等领域,取得了巨大的经济效益,而与此同时产生的环境和食品污染等问题也日益严重。绝大多数有机磷农药具有很强的毒性,尤其对人与动物的毒性作用很大。它们经过皮肤、呼吸以及肠胃吸收等途径进入机体,容易导致严重的疾病。随着经济的高速发展和人们生活水平的提高,人们对生活的要求不再停留在解决温饱问题的阶段,而更注重生活品质的提高,因此,有机磷农药的污染问题已引起人们越来越多的关注。要预防和处理有机磷农药引起的环境、食品污染和避免急性食物中毒事件,加强对有机磷农药分析方法的研究以及准确、及时地检测有机磷,具有非常重要的意义。近年来,有许多关于有机磷农药残留检测方法的文献报道。 有机磷农药残留常用的检测方法主要包括：光谱法、色谱法以及质谱法等,此外,还有酶抑制法、免疫分析法及生物芯片技术等快速检测方法。光谱法、色谱法和质谱法等传统有机磷检测法都存在耗时长、成本高,难以满足现场快速检测的实际需要；免疫分析法虽然快速、灵敏度高、操作简单,但抗体制备难度大、且只适于单一农药残留检测；相对而言,酶抑制法则为有机磷农药检测提供了一种简便、灵敏、快速、经济的检测手段,且酶抑制法无需大型昂贵仪器做支撑,适于大量样品筛选及现场检测。鉴于此,本论文着重利用酶抑制原理、采用分光光度法和电化学分析法研究农残速测。具体研究内容及结果如下： (1)摸索和研究了2,6-二甲基对苯醌(2,6-DMBQ)作为一种新型酶光谱指示剂评估有机磷农药残留。 本论文检测了一种新的可供选择的光谱酶指示剂2,6-DMBQ,此方法重点基于样品中胆碱酯酶水解硫代乙酰胆碱,而得到硫代胆碱,测定其生成速度,生成的硫醇再与2,6-DMBQ反应,通过测量257 nm处吸收峰的降低而体现酶活性。本论文研究2,6-DMBQ自身稳定性、pH影响以及酶反应体系中各组分浓度的影响,并优化了各条件,该体系用于有机磷农药残留的测定,取得了满意的结果。有机磷农药在0.01-100μg/ml范围内,抑制率随着对农药浓度的增加而增加,1μg/mL甲基对硫磷抑制率达到30%,10μg/ml抑制率达到了58%,而100μg/mL甲基对硫磷抑制率几乎达到了100%。实验结果表明该方法对于以后发明一种电化学生物传感器评估胆碱酯酶活性和有机磷农药污染具有非常重要的指导意义,有着良好的发展前景。 (2)动物酶抑制法中离子液体作用机制的探讨研究。 基于有机磷对AChE活性的抑制,研究了亲水型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM][BF4]在有机磷农药抑制胆碱酯酶活性中的影响。系列研究了残余活力、[BMIM][BF4]与胆碱酯酶的作用机制、抑制效率、作用时间以及有机磷农药检测下限。结果表明：在5.1%[BMIM][BF4]-缓冲液中,酶抑制率较纯缓冲液体系中增加了3.1倍。[BMIM][BF4]的加入,降低了体系残留活力,增加了农药抑制。 (3)乙酰胆碱酯酶仿生结构的建立,方波伏安电化学分析检测对甲基硫磷农药残留。 将乙酰胆碱酯酶(AChE)重新组装到脂质体中,得到一个模拟的仿生结构,通过方波伏安法检测有机磷农药残留。同时,实验通过优化脂质体浓度、酶反应时间、农药抑制时间等一系列条件,发现再造的AChE表现出了更灵敏的酶活性和抑制灵敏度。生物灵敏的乙酰胆碱酯酶-脂质体体系可能提供一种有前途的和灵敏的评估有机磷农药残留的媒介。