乙酰胆碱酶（AChE）修饰的柔性石墨烯手性农药传感器学术资讯

来源：X一MOL资讯

对于生命化学研究来说，手性是生命中的重要特征之一，因为生物系统中的许多化学物质具有特定的手性偏好，其起源程度可追溯到最初生命出现，这些手性化合物的唯一区别是它们是镜像对称结构。生命的选择性使得不同的手性分子对生物的毒性存在巨大的差异，如何鉴别和区分这些化合物对人类来说至关重要。如：方便快速、绿色环保、低成本、高灵敏度的农药检测手段对于食品安全和环境安全具有重大意义。目前手性化合物的检测一般都是用圆二色光谱等仪器检测为主，小型、低成本、便携化的检测设备基本为空白，无法满足现场快速检测的要求。

中国科学院化学研究所的郭云龙研究员、刘云圻院士团队与中国农业大学以及上海交通大学的研究人员合作，通过将乙酰胆碱酯酶（AChE）和电化学还原氧化石墨烯（ERGO）复合，实现了对甲胺磷的便捷化、快速化、实时检测。石墨烯作为一种新型材料，具有高比表面积，强吸附性，良好的导电能力以及良好的生物相容性，在传感领域都有很好地应用，但是石墨烯却不能有效鉴别不同的异构体化合物。AChE作为昆虫体内的甲胺磷受体蛋白，对甲胺磷分子有很强的敏感性，但两者的结合过程却是化学范畴。因此，将ERGO和AChE结合之后，能够利用手性农药对AChE的毒性差异转化为电信号差异，并且在较低浓度下的分子检测。经过测试，这种传感器能够达到对左右旋甲胺磷异构体0.32μg/L 和0.34μg/L的检测限，在10-3 mg/L的浓度下也能有效区分甲胺磷的两种异构体（图1）。

图1. (a) ERGO与AChE结合示意图；（b）制备器件的示意图以及不同器件的对甲胺磷对映体的响应信号数据。

通过PCB电路板与手机建立连接之后，该传感器能够在普通环境中对不同浓度的手性农药进行测试，并且实时分析鉴别数据，实现了测试的便携化、移动化和低成本化（图2）。

相关论文发表于J. Am. Chem. Soc.，张云鹏和刘晓彤为本论文共同第一作者，中国学院化学研究所郭云龙研究员、刘云圻院士，中国农业大学马永强教授，上海交通大学郭小军教授为本论文的共同通讯作者。

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