離子液體－乙醯膽鹼酯酶仿生結構及農藥殘留檢測

《離子液體－乙醯膽鹼酯酶仿生結構及農藥殘留檢測》是依託浙江師範大學，由繆煜清擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：離子液體－乙醯膽鹼酯酶仿生結構及農藥殘留檢測
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：繆煜清
• 依託單位：浙江師範大學

項目摘要

有機磷和氨基甲酸酯類農藥是我國農業生產中施用的主要產品，它們抑制乙醯膽鹼酯酶（AChE）的活性，對其深入研究有助於利用酶抑制法實現農藥的快速檢測。預研究發現AChE在油/水兩相中表現出良好的催化活性，某些離子液體存在時甚至表現出超活性。離子液體具有生物相容性，既有親水的，也有疏水的，和有機溶劑的相溶性也不盡相同，能夠設計無水、微水、兩相、膠束及其凝膠等體系。兩親性生物多肽鑲嵌到磷脂雙層中形成仿生離子通道，作為一種膜蛋白，AChE也能夠分布在仿生膜結構上。許多農藥及AChE的底物都是難溶於水的,使得設計更加豐富多樣。本項目構建離子液體-AChE仿生結構，研究其生物催化和抑制性質，建立有機相中的AChE活性分析和農藥殘留檢測新方法。AChE在體系中催化活性和穩定性增強、能夠抵抗生物降解、富集更多農藥的同時也避免常規有機溶劑本身對酶活性的抑制、對有機磷和氨基甲酸酯類農藥具有更高的抑制靈敏度。

結題摘要

研究關注乙醯膽鹼酯酶智慧型仿生納米結構的構建，有機相或多相體系中的生物催化和抑制，食品、環境中農藥殘留或神經毒劑的快速檢測。我們研究了親水性離子液體對乙醯膽鹼酯酶催化和抑制的影響，發現親水性離子液體能夠競爭性地移去乙醯膽脂酶分子周圍的水分子，從而抑制酶活性；另一方面，少量親水性離子液體的存在能夠提高乙醯膽鹼酯酶的抑制靈敏度。在油水兩相界面上構建了乙醯膽鹼酯酶仿生結構，研究發現這樣一個仿生結構在兩相界面上具有良好的催化活性和抑制靈敏度。此後我們利用水溶性膜固定乙醯膽鹼酯酶，研究了它在均相體系中的催化和抑制；將此水溶性薄膜用於有機磷的電化學分析，取得了良好的效果。研究取得了一定的進展。對有關內容進行綜述，在Chemical Reviews上發表。在研究乙醯膽鹼酯酶催化與抑制的過程中，我們注意到硫代乙醯膽鹼是常用的電化學檢測底物，對其產物硫代膽鹼的檢測與酶的活力和抑制相關。於是我們把注意力轉移到對硫醇的檢測上來，研究發現氫氧化鎳材料對硫醇具有良好的催化作用，在近中性緩衝液中，背景信號很低，而回響信號很大。研究也發現，高電位處理能夠促進氧化鎳表面轉換生成較多的氫氧化鎳和羥基氧化鎳氧化還原對，從而提高氧化鎳修飾電極對葡萄糖的電催化和電分析性能。我們也建立了兩相界面上合成與組裝氫氧化鎳膜的技術，利用一滴甲苯誘導水面上聚吡咯-普魯士蘭納米複合物薄膜的合成與組裝，這些薄膜能夠很容易地轉移到電極表面，並顯示出出色的電化學性能。另外我們還報導了一個簡單的電化學方法將氫氧化鎳納米膜轉換為亞鐵氰化鎳。