用于残留农药检测的酶电极制造技术

一种用于残留农药检测的酶电极，属于生物化学电极，它包括电极基片、接线端子、电极连线、工作电极和对电极，电极基片是用有机绝缘材料制作的利用丝网印刷技术制成的丝网印刷电极基片，工作电极上涂覆的反应层是由用包埋酶技术固定在工作电极上的乙酰胆碱酯酶和胆碱氧化酶组成的双酶结构层，酶分子之间是由戊二醛交联。本实用新型专利技术用于残留农药检测的酶电极易于产业化制作和一次性使用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
用于残留农药检测的酶电极
本技术的技术方案涉及通过测试电化学变量分析材料的生物化学电极，具体说是一种用于残留农药检测的酶电极。
技术介绍
农药残留对全球生态平衡和食品安全的威胁越来越受到人们的关注。农作物上残留的有机磷类农药会导致食用者中毒，其毒性作用已有报道。食用者如果超量食用农作物上残留的农药会发生急性中毒，长期食用则会形成慢性中毒，直至致癌、致畸。强有力的检测手段是有效控制残留农药危害人体的基础。目前，残留农药检测方法主要是色谱法，这类方法灵敏、特异，但所用仪器昂贵，分析费时且成本高，限制了该方法在大规模的残留农药监测和现场实时检测中的应用。基于生物学原理的一些检测技术，如免疫分析法、生物传感器等，具有高效、快速、低成本的特点，它们在残留农药监测中使用的开发一直受到人们的关注。尤其是生物传感器，它是近几十年内发展起来的一种新的传感器技术，已经在临床诊断、工业控制、食品和药物分析、生物药物开发、环境分析、军事领域、生物技术和生物芯片诸多方面得到广泛的应用。将生物传感器用于残留农药检测的研究工作，也已有一些报道。李发生.应用胆碱酯酶生物传感器分析测定有机磷及重金属等潜在环境污染物.环境科学研究.1994，(4)一文介绍采用硝化纤维素为载体的固定化丁酰胆碱酯酶膜与银基汞膜电极耦合制得安培胆碱酯酶生物传感器。以该传感器为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极组成双电极系统，用示波极谱仪接收电流信号，分析测定了有机磷(包括农用杀虫剂)和重金属等两类酶抑制剂，在较宽的浓度范围内示波峰电流值与抑制剂浓度的对数值之间具有良好的线性关系，最低检出下限可达到2.0×10-6mg/L。魏福祥等.胆碱酯酶生物传感器测定有机磷农药敌敌畏.河北科技大学学报.2003(4)一文报道以固定化乙酰胆碱酯酶作敏感物质、银基汞膜电极作基础电极，制备了安培型生物传感器。采用单扫描伏安法考察了传感器对有机磷农药敌敌畏的响应特性。以乙酰硫代胆碱作底物，在0.05mol/L pH＝7.0的硼砂缓冲溶液中，底物水解产物硫代胆碱在-0.33V处有灵敏的还原峰。在1.0×10-8～1.0×10-6mol/L浓度范围内对敌敌畏进行了测定，校准曲线呈现良好的线性关系，r＝0.9988。抑制率为5％时，对敌敌畏的检出限为2.8×10-10mol/L。Mulchandani等结合流动注射技术研制的流动注射安培型有机磷水解酶生物传感器(FIAB)，通过检测有机磷的水解产物对硝基苯酚，来判断有机磷的浓度。该FIAB能够检测低至20nmol/L的对氧磷和甲基对硫磷，对有机磷类农药具有很好的选择性(Flow injection amperometric enzymebiosensor for direct determination of organphosphate nerve agents，Environ.Sci.Technol.2001，(35))。Jeanty等用流动注射乙酰胆碱酯酶生物传感器检测有机磷农药对氧磷及其衍生物，检测限可达到4×10-9mol/L(Detection of paraoxon by continuous flow system basedenzyme sensor，Biosensors and Bioelectronics.1998，(13))。上述方法中涉及的生物传感器仅限-->用于通过酶固定方法和材料的改变来提高生物传感器的测量范围和检出限的实验室研究，尚无法批量生产并用于检测实际之中。CN 01253887.6披露了一种探测农药残留用的量热式生物传感器，由被测液处理单元和检测单元组成，被测液处理单元包括前处理器、过滤器、样液容器、缓冲液容器、导管、蠕动泵、脉冲阻尼器、微量注射泵，检测单元包括内、外胆组成的恒温器、半导体制冷器、三通，检测酶柱、参考酶柱，温度检测元件置于酶柱两侧，检测酶柱出口液体的温度差，输出和处理、显示单元及微处理机连接。这种量热式生物传感器的组成结构复杂、成本昂贵、更不便于携带，特别是由于实际检测应用中，被抑制的酶的活性很难逆转，酶反应层的再次固定活化会成为首要问题。因此，研制和开发易于产业化的、廉价的一次性用于残留农药检测的酶电极就非常必要。现易于产业化的电极生产的最佳方法莫过于采用丝网印刷技术。CN 85102225薄形防水气体扩散电极的制造方法、CN 99812560.1制造气体扩散电极的丝网印刷方法、CN00130620.0固体氧化物燃料电池的复合阳极材料及电极制作方法和CN 02157282.8染料敏化纳米薄膜太阳电池电极的制备方法四篇专利文献中披露的就是用丝网印刷技术来制作几种特定用途电极的方法。然而采用丝网印刷技术产业化制作一次性用于残留农药检测的酶电极的相关报道尚未见到。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：提供一种用于残留农药检测的酶电极，它易于产业化制作和一次性使用。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是：用于残留农药检测的酶电极，它包括电极基片、接线端子、电极连线、工作电极和对电极，在电极基片上，印制或粘接上由导电材料薄膜形成的接线端子与电极连线与工作电极连成一体的一条电极基体和接线端子与电极连线与对电极连成一体的另一条电极基体，电极连线在电极基体的中间部分，其表面上涂覆一层聚碳酸酯绝缘体，接线端子和对电极是裸露的导电材料薄膜，工作电极的基体面上涂覆有由包埋酶技术形成的反应层，其特征在于：电极基片是用有机绝缘材料制作的利用丝网印刷技术制成的丝网印刷电极基片，反应层是由用包埋酶技术固定在工作电极上的乙酰胆碱酯酶和胆碱氧化酶组成的双酶结构层，酶分子之间是由戊二醛交联。在本技术用于残留农药检测的酶电极的构成中，还可以用一绝缘材料薄片制作的上盖覆盖在整个电极的最上面，并露出全部工作电极、对电极、接线端子和一小部分电极连线。本技术用于残留农药检测的酶电极的工作电极的形状是实心圆形或实心方形，对电极的形状是围在工作电极基体外面的空心圆环形或_形。本技术用于残留农药检测的酶电极各组成部分的尺寸为：丝网印刷电极基片长38～42mm、宽7～8mm、厚0.3～0.5mm；接线端子长3～5mm、宽0.8～2mm；电极连线长25～30mm、宽0.8～1.2mm；工作电极为直径2～3mm的实心圆形片或长2～3mm、宽2～3mm的实心方形片；对电极为内径3～4mm、线体宽0.8～1.2mm的圆环形片或长3.3～5.2mm、高3.3～5.2mm、线体宽0.8～1.2mm的_形片；上盖为长35～39mm、宽7～8mm、厚0.1～-->0.3mm距一宽边3～5mm上方中部开有直径为4～5mm的圆形窗口的绝缘材料薄片或为长24～29.5mm、宽7～8mm、厚0.1～0.3mm的绝缘材料薄片；两条平行电极连线之间的间距为2.5～3.5mm，工作电极与对电极之间的间距为0.5～1mm，接线端子位于丝网印刷电极基片一宽边顶端，电极连线距离丝网印刷电极基片长边0.55～1.95mm。本技术的有益效果是：由于本技术用于残留农药检测的酶电极是利用丝网印刷技术制成的丝网印刷电极基片作为酶反应层的载体，与已有的处于研究阶段的用于残留农药检测的生物传感器相比，其优点在于：(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于残留农药检测的酶电极，它包括电极基片、接线端子、电极连线、工作电极和对电极，在电极基片上，印制或粘接上由导电材料薄膜形成的接线端子与电极连线与工作电极连成一体的一条电极基体和接线端子与电极连线与对电极连成一体的另一条电极基体，电极连线在电极基体的中间部分，其表面上涂覆一层聚碳酸酯绝缘体，接线端子和对电极是裸露的导电材料薄膜，工作电极的基体面上涂覆有由包埋酶技术形成的反应层，其特征在于：电极基片是用有机绝缘材料制作的利用丝网印刷技术制成的丝网印刷电极基片，反应层是由用包埋酶技术固定在工作电极上的乙酰胆碱酯酶和胆碱氧化酶组成的双酶结构层，酶分子之间是由戊二醛交联。

【技术特征摘要】
1.一种用于残留农药检测的酶电极，它包括电极基片、接线端子、电极连线、工作电极和对电极，在电极基片上，印制或粘接上由导电材料薄膜形成的接线端子与电极连线与工作电极连成一体的一条电极基体和接线端子与电极连线与对电极连成一体的另一条电极基体，电极连线在电极基体的中间部分，其表面上涂覆一层聚碳酸酯绝缘体，接线端子和对电极是裸露的导电材料薄膜，工作电极的基体面上涂覆有由包埋酶技术形成的反应层，其特征在于：电极基片是用有机绝缘材料制作的利用丝网印刷技术制成的丝网印刷电极基片，反应层是由用包埋酶技术固定在工作电极上的乙酰胆碱酯酶和胆碱氧化酶组成的双酶结构层，酶分子之间是由戊二醛交联。2.按照权利要求1所述的一种用于残留农药检测的酶电极，其特征在于：用一绝缘材料薄片制作的上盖覆盖在整个电极的最上面，并露出全部工作电极、对电极、接线端子和一小部分电极连线。3.按照权利要求1所述的一种用于残留农药检测的酶电极，其特征在于：工作电极的形状是实心圆形或实心方形，对电极的形状是围在工作电极基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，宋昭，黄加栋，吴宝艳，史海滨，李二虎，贺秉军，吕宪禹，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]