基于Fe3O4/ZrO2磁性纳米颗粒选择性富集-电感耦合等离子体发射光谱法检测蔬菜中痕量有机磷研究

研究了磁性纳米微粒Fe3O4(核)/ZrO2(壳)(以Fe3O4@ZrO2表示)对有机磷(OPs)农药的选择性吸附性能。利用其富集水相中的OPs并在外加磁场下分离,采用氢氧化钠洗脱,建立了采用纳米Fe3O4@ZrO2磁性分离富集-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法测定蔬菜中痕量OPs的新方法。以甲胺磷为OPs模拟物,考察了Fe3O4@ZrO2的用量、吸附时间、洗脱剂种类、浓度和共存物质等因素对OPs分离富集效率的影响。结果表明:在pH =7.0时,选用0.5 g Fe3O4@ZrO2富集200 mL含0.1 mg/L的甲胺磷水样,振荡2 h后,甲胺磷可被Fe3O4@ZrO2完全富集,经10 mL 1 mol/L的氢氧化钠洗脱1 h,采用ICP-AES法测定,对OPs的检测限(3 σ )可达4.4 μ g/L。样品添加回收率在99% ~115%之间,相对标准偏差为3.5% ~7.8%(n=4)。由于用ICP-AES法测定蔬菜中的OPs时,蔬菜中的蛋白、色素、纤维等基质几乎无干扰,因而省去了用有机溶剂萃取的过程。由于Fe3O4@ZrO2对OPs的富集倍数可达20~100倍,使得该方法的检测限低于常规气相色谱法,且可用于热稳定性差、无紫外吸收的OPs分析。该方法简单准确、精密度好,可以满足蔬菜表面痕量OPs残留的分离和测定。     

农药残留检测用新型碳纳米管固载酶生物传感器的制备及其电学传感性能分析

采用滴涂法、自组装法及化学键合法制备了基于碳纳米管(CNTs)修饰的乙酰胆碱酯酶(AChE)生物传感器,采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)、交流阻抗法(EIS)和扫描电镜(SEM)对生物传感器的电化学性能和表面形貌进行表征,通过采用该生物传感器对异丙威(氨基甲酸酯类农药)进行分析的结果,考察了其检测性能,研究了各生物传感器的动力学性质及电化学行为,并构建了新型固载酶生物传感器的等效电路模型。结果表明:各生物传感器表观表面积比裸电极显著提高,其电子传递速率遵循以下顺序逐渐降低:乙酰胆碱酯酶(AChE)/壳聚糖(CS)/功能化碳纳米管(F-CNTs/GCE)生物传感器AChE/F-CNTs/GCE生物传感器CS/双醛纤维素固载酶(DAC-AChE)/F-CNTs/GCE生物传感器,各传感器表观电子传递速率常数分别为:k s AChE/CS/F-CNTs/GCE=0.24 s-1,k s AChE/F-CNTs/GCE=0.23 s-1和k s CS/DAC-AChE/F-CNTs/GCE=0.22 s-1。获得生物传感器电学阻抗谱等效电路模型为R1(CPE1(R2(CPE2(R3)))),计算得到等效电路模型中各具体元件参数,证明该有效电路能有效模拟生物传感器检测异丙威的传感机理。该研究结果可为农药残留检测用生物传感器分析机理研究提供有益参考。     

采用纳米修饰双酶电极生物传感器检测有机膦与氨基甲酸酯类农药

同时固定乙酸胆碱酯酶(AChE)及胆碱氧化酶(ChOx)于组装在丝网印刷电极表面的Fe3O4/Au纳米复合微粒上,构建了一类新颖的快速测定有机磷和氨基甲酸酯类农药的双酶传感器(AChE-ChOx/Fe3O4/Au SPCEs)。该双酶传感器电流响应在乙酸胆碱浓度为0.5 ~12.5 mmol/L之间呈良好线性关系(R2=0.998)。其对克百威(氨基甲酸酯类农药)和敌敌畏(有机磷类农药)的检测范围在0.05 ~1.00 μg/mL之间均呈良好线性关系(R2＝0.977),检测下限均可达0.01 μg/mL。应用于实际样品白菜的添加回收率在95％ ~110％之间,与传统的生化法相比具有良好相关性。此外该传感器成本低、制备容易、可抛弃,有望用于氨基甲酸酯和有机磷类农药的现场大规模筛测。     

采用磁性纳米微球增强信号的表面等离子体共振免疫传感系统检测水中莠去津残留

将磁性纳米微球(MNP,表面修饰羧基的磁性四氧化三铁微球)与表面等离子体共振(SPR)免疫传感技术结合,以莠去津单克隆抗体(AT-m Ab)与磁性纳米微球的偶联物(AT-m AbM NP)作为传感识别元件,初步建立了一种用于饮用水中除草剂莠去津残留检测的SPR信号增强免疫传感方法。通过对检测条件的优化,该方法对自来水中莠去津的检出限为0.89 ng/m L(S/N=3),检测范围为8.62~7.18×10~3ng/m L,检测时间小于20 min;在10~1 000 ng/m L添加水平内,莠去津的平均回收率为94%~102%,相对标准偏差(RSD)为5.1%~7.3%。磁性纳米微球的加入有效增强了SPR传感器的响应信号强度,提高了检测方法的灵敏度。本研究建立了一种快速、灵敏、准确的水中莠去津残留的检测方法,可为相应的现场检测技术和设备的研发提供技术基础。     

吡虫啉分子印迹电化学传感器的制备及电学传感机理分析

以壳聚糖为功能基体、吡虫啉(imidacloprid,IMI)为模板分子、戊二醛为交联剂,应用恒电位沉积法制备了分子印迹电极并构建了吡虫啉印迹传感器(IMI-MIP/F-CNTs/GCE)。利用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)、差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)及交流阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)考察了新型传感器对吡虫啉的检测性能并构建等效电路模型。结果表明:成功制备了新型分子印迹电化学传感器;传感器表观表面积比裸电极显著提高;新型传感器具有良好的印迹效果,相较于其他结构类似的烟碱化合物(如啶虫脒等),IMIMIP/F-CNTs/GCE对吡虫啉表现出高效的选择识别能力,且在cI M I≤1.0×10-6mol/L范围内传感器峰电流与cI M I存在定量关系;数据模拟分析获得传感器电学阻抗谱等效电路模型为R1(C1(R2(CPE2(R3)))),计算等效电路各元件参数证明该模型能有效模拟传感器检测吡虫啉的传感机理。所得结果可为烟碱类农药残留检测提供一种新的分析方法,为农药残留检测传感器分析机理研究提供有益参考。     

戊唑醇分子印迹传感器制备及其农药残留检测的电学传感机理分析

以甲基丙烯酸为功能单体,戊唑醇(tebuconazole,TEB)为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,应用电化学聚合法制备了分子印迹电化学传感器(TEB-MIP/F-CNTs/GCE)。利用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和交流阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)对新型传感器进行了表征,并用差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)考察了新型传感器对戊唑醇的检测性能。结果表明:戊唑醇分子印迹电化学传感器具有一定特异性;传感器表观表面积比裸电极显著提高;新型传感器具有良好的印迹效果,相较于其他结构类似的三唑类化合物(如苯醚甲环唑),TEB-MIP/F-CNTs/GCE对戊唑醇表现出高效的识别能力,具有专一性和强选择性,且在C_(TEB)≤2.0×10~(-6)mol/L范围内传感器峰电流与C_(TEB)存在定量关系;数据模拟分析得到传感器的电学阻抗谱等效电路模型为R_1(CPE_1(R_2(CPE_2(R_3)))),计算各电极/传感器的等效电路中各元件参数,证明该模型能有效地模拟传感器检测戊唑醇的传感机理。该研究结果可为三唑类农药残留仿生免疫检测方法的建立提供技术支撑。     

三唑磷对麦穗鱼脑组织中乙酰胆碱酯酶的诱导

为了检测有机磷杀虫剂对鱼脑组织中乙酰胆碱酯酶(AChE, EC 3.1.1.7)的诱导,采用间接非竞争酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测了三唑磷胁迫下麦穗鱼Pseudorasbora parva脑组织中乙酰胆碱酯酶含量的变化。当暴露浓度仅为0.1 μg /L时,三唑磷即对AChE产生诱导。由于存在诱导效应,三唑磷对酶活性的抑制在一定程度上被酶蛋白含量的提高所掩盖。研究结果表明,以酶蛋白替代总蛋白来衡量粗酶液中AChE的活性,可以明显提高对有机磷胁迫作用的检测灵敏度。     

两种蜜蜂头部乙酰胆碱酯酶对杀虫药剂敏感度比较

通过对抑制动力学常数和抑制时间进程曲线的测定,比较了中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricius和意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica Spinola头部乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)对几种有机磷和氨基甲酸酯类杀虫药剂的敏感度。抑制时间进程曲线显示,意大利蜜蜂头部AChE对毒扁豆碱、灭多威、敌敌畏的敏感度高于中华蜜蜂,而两种蜜蜂对残杀威、硫双灭多威、甲胺磷及久效磷的敏感度没有明显差异。意大利蜜蜂头部AChE对毒扁豆碱、残杀威、硫双灭多威、克百威以及丁硫克百威的双分子速率常数(Ki)值分别为4.003×106、5.744×104、5.249×104、1.986×106和5.492×104 (mol/L)-1 ·min-1,均高于中华蜜蜂对这几种杀虫药剂的Ki值,后者分别为3.403×106、4.633×104、4.233×104、1.262×106和5.072×104 (mol/L)-1 · min-1。但中华蜜蜂头部AChE对灭多威的Ki值却高于意大利蜜蜂,前者为10.408×104,后者为4.872×104(mol/L)-1 ·min-1。对AChE被抑制后恢复速率(K3)的测定结果表明,中华蜜蜂头部AChE被残杀威和硫双灭多威抑制后恢复的速率显著低于意大利蜜蜂,但两种蜜蜂被毒扁豆碱、灭多威、克百威和丁硫克百威抑制后恢复的速率差异不显著。     

不同体色瓜蚜耐药性差异及其生化机制

试验结果表明,在黄瓜上的绿色瓜蚜(Aphis gossypii Glov.)种群对氧化乐果、抗蚜威和氰戊菊酯的耐性明显高于黄色瓜蚜种群。这两种颜色的瓜蚜乙酰胆碱酯酶(ACHE)具有明显的不同,在绿色种群中,有60.7%的个体AChE活性大于0.8(OD_(412)/mg蛋白质,分钟),而在黄色种群中则仅有25.3%的个体AChE活性大于0.8;氧化乐果(终浓度为1.69×10~(-2)mol/L)对单个蚜虫AChE的抑制率,前者仅有19%的个体AChE抑制率在30%以上,而后者则有46%的个体在30%以上。α-乙酸萘酯羧酸酯酶的活性大于25(×10~(-2)μmol/蚜,15分钟)的个体在绿色种群中占56%,而在黄色种群中仅有20%;β-乙酸萘酯羧酸酯酶活性大于25(×10~(-2)μmol/蚜,15分钟)的个体在绿色瓜蚜中占45%,而在黄色种群中仅有7%。说明绿色和黄色瓜蚜耐药性的差异可能是由于AChE敏感性和羧酸酯酶活性的不同造成的。     

几种常用杀虫剂对瓜蚜的毒力和对乙酰胆碱酯酶的抑制作用

用叶片药膜法测定了4种常用杀虫剂氧乐果、辛硫磷、三唑磷、吡虫啉对呼和浩特市郊蔬菜基地温室黄瓜上发生的瓜蚜的毒力。结果表明,瓜蚜对吡虫啉最敏感,LC50 仅为4.203 mg/L,氧乐果、辛硫磷、三唑磷对瓜蚜的LC50分别为21.70、38.86、43.30 mg/L。研究明确了3种有机磷杀虫剂对瓜蚜体内乙酰胆碱酯酶AChE均有明显的抑制作用,并随着抑制时间的延长,抑制率增加。I50值分别为氧乐果9.6×10-6mol/L,辛硫磷11.4×10-6mol/L,三唑磷17.1×10-6mol/L。     

农药混剂的选择毒性研究

稻瘟净或异稻瘟净与乐果或马拉松混用,对抗性黑尾叶蝉有明显的增效作用,对小白鼠急性口服毒性也有所增加。小白鼠口服稻瘟净或异稻瘟净后,鼠肝中水解乐果和N—甲基正己酰胺的羧酰胺酶活力明显下降;水解醋酸α-萘酯的羧酸酯酶活力也被抑制。羊肝微粒体的羧酰胺酶在体外分别被稻瘟净、异稻瘟净、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、苯硫磷、氧乐果和西维因强烈抑制,它们的I_(50)值为1.3×10~(-8)—4.0×10~(-5)克分子浓度。稻瘟净、异稻瘟净、磷酸三苯酯和西维因分别是羊肝羧酰胺酶和羧酸酯酶的竞争性抑制剂,它们的K_i值在4.8×10~(-8)—1.0×10~(-7)克分子浓度之间。这些结果表明稻瘟净、异稻瘟净等增加乐果和马拉松对哺乳动物的毒性的机制,可能主要是由于它们抑制了哺乳动物体内正常解毒乐果和马拉松的水解酶。文中讨论了这些农药混剂的选择毒性问题。     

Acetylcholinesterase of Aphis citricola: Properties and significance in determining toxicity of systemic organophosphorus and carbamate compounds

In apterous adults of the spirea aphid, Aphis citricola van der Goot, the optimum conditions for determining acetylcholinesterase (AChE) activity consist of reaction mixture of 0.1 M phosphate buffer (pH 7.5), 10^?3M acetylthiocholine (ASCh), and enzyme extract equivalent to 80 ± 3 μg protein incubated for 15 min at 30°C. The K_m value for ASCh (6.7 × 10^?5M) was much lower than that of butyrylthiocholine (BuSCh) (1.25 × 10^?2M). The enzyme activity was almost completely inhibited by 10^?6M paraoxon or 10^?5M eserine and was 84% inhibited by 10^?5M BW284C51 (a specific AChE inhibitor). DTNB was found to inhibit the enzyme activity and was therefore added at the end of the reaction. AChE activity of A. citricola was inhibited in vitro and in vivo by dimethoxon > dimethoate, and aldicarb sulfoxide > aldicarb > aldicarb sulfone. The in vivo effect correlates well with the toxicity level of the various toxicants. A neurotoxicity index which combines both mortality and in vivo inhibition of the aphid AChE activity is suggested as a measure for determining the toxicity of organophosphorus and carbamate compounds toward aphids.     

Breakdown rates of dimethoate in fruit and vegetable dips

In order to determine the effect of pH and temperature on post-harvest dip solutions of dimethoate (500 mg litre^?1), the half-lives and pseudo first-order rate constants were calculated from measurements at pH 4, 6, 8, 10, 11.5, and at two temperatures 25 and 52°C. The half-lives ranged from 206 days to 39.3 min at 25°C, and from 5.6 days to 205s at 52°C; the rate constants ranged from 3.9 × 10^?8 s^?1 to 2.9 × 10^?4 s^?1 at 25°C, and from 1.4 × 10^?6 s^?1 to 3.4 × 10^?3 s^?1 at 52°C. The results show that the water used in dips should have a pH≤7. The addition of benomyl to the dip solutions at two concentrations (0.5 and 1.0 g litre^?1) had no effect on the half-lives and rate constants. The use of hard and salted waters in dips also showed no major effect. A formula was developed that gives the half-life of the dimethoate as a function of the pH and temperature.     

绿磺隆、醚苯磺隆及其体外代谢物对乙酰乳酸合成酶的离体抑制作用

利用异源表达于酵母细胞中的小麦细胞色素P450cDNA(CYP71C6v1)研究了磺酰脲类除草剂绿磺隆、醚苯磺隆的代谢作用。结果表明,代谢产物5-羟基绿磺隆和5-羟基醚苯磺隆能够抑制乙酰乳酸合成酶(ALS酶)活性,且代谢产物与母体化合物绿磺隆、醚苯磺隆抑制ALS酶活性的IC50值差异小,但是代谢产物在茎叶喷雾小麦和菜豆时,均未表现出活性。绿磺隆及其代谢产物抑制小麦ALS酶活性的IC50值分别为7.1×10-9和7.9×10-9mol/L,抑制菜豆ALS酶活性的IC50分别为3.6×10-9和4.1×10-9mol/L;醚苯磺隆及其代谢产物抑制小麦ALS酶活性的IC50分别为4.6×10-9和5.3×10-9mol/L,抑制菜豆ALS酶活性的IC50分别为4.7×10-9和4.9×10-9mol/L。结果表明,在磺酰脲类分子苯环5位上进行结构改造,有可能得到高活性的化合物。     

朱红毛斑蛾虫生真菌球孢白僵菌PfBb菌株的分离鉴定及其毒力测定

为评价从朱红毛斑蛾Phauda flammans幼虫僵虫中分离的虫生真菌在害虫生物防治中的应用潜力,通过形态学鉴定及ITS基因序列分析对分离菌株进行鉴定,并运用时间-剂量-死亡率模型分析该分离菌株对朱红毛斑蛾1~6龄幼虫的毒力。结果显示,结合形态学特征和ITS基因序列分析将该虫生真菌鉴定为球孢白僵菌Beauveria bassiana,并将该菌株命名为PfBb。球孢白僵菌PfBb菌株可侵染朱红毛斑蛾1~6龄幼虫,随着该菌株孢子液浓度的增加,其对朱红毛斑蛾幼虫的毒力逐渐增强。PfBb菌株孢子液处理朱红毛斑蛾1~5龄幼虫6 d时的LC₅₀分别为2.61×10⁴、1.04×10⁵、1.11×10⁶、1.54×10⁶和1.44×10⁷ 个/mL,处理6龄幼虫8 d时的LC₅₀为1.02×10⁷ 个/mL。随着处理时间的增加,PfBb菌株对朱红毛斑蛾1~6龄幼虫的LC₅₀和LC₉₀随之降低,表明存在剂量效应。当处理浓度相同时,朱红毛斑蛾1~6龄幼虫的僵虫率随着虫龄的增加而降低,但在较高浓度1.0×10⁷~1.0×10⁹ 个/mL处理时,1~5龄幼虫的僵虫率无显著差异,说明1.0×10⁷个/mL球孢白僵菌PfBb菌株孢子液防治朱红毛斑蛾幼虫即可达到理想的防治效果。表明球孢白僵菌PfBb菌株对朱红毛斑蛾有较大的生防应用潜力。     

Present status and countermeasures of insecticide resistance in agricultural pests in China

Of the 23 species of agricultural pest known to resist insecticides in China, 4 are cotton pests, 4 rice pests and 5 are pests of brassicae. In the green rice leafhopper, malathion resistance is caused by increased carboxylesterase (CarE) activity, which plays a more important role in the resistance to dimethoate than the mixed-function oxidases (mfos). The in-vitro and in-vivo results are in agreement with studies of synergism of malathion and dimethoate by TPP and EBP. These synergists delay the development of resistance, and EBP when added to malathion has limited the development of resistance to malathion in the green rice leafhopper. In the cotton aphid, resistance to organophosphates involves several factors: acetylcholinesterase (AChE) insensitivity, high CarE activity, slight (× 2) increase in glutathione S-transferases (GSH-ases), mfo activity as well as reduced penetration. In vitro, the I₅₀ of the insensitive AChE is × 14 that of S aphids, and anaphthyl-acetate CarE hydrolysing activity is 70 times greater in R than in S aphids. Insecticide mixtures, alternation or rotation can delay build-up of resistance; resistance to malathion and trichlorfon was delayed in Culex pipiens pallens when the two insecticides were used together. Used singly each insecticide selected for high resistance within 25 generations. Mosaic rotation of dimethoate and fenvalerate delayed the onset of insecticide resistance in Lipaphis erysimi pseudobrassicae.     

甘蓝夜蛾核型多角体病毒杀虫剂的制备及田间防治试验

应用活体增殖病毒 ,制备甘蓝夜蛾核型多角体病毒杀虫剂乳剂 ,室内对 4龄甘蓝夜蛾幼虫的毒力测定 ,其LD₅₀为9.42×10³PIB/头。田间防治效果表明 ,采用1.0×10¹¹PIB/hm² 和3.0×10¹¹PIB/hm²的剂量防治甘蓝夜蛾的效果都在70%以上。乳液的稳定性较好 ,粘着性较强     

Aryl N-hydroxy- and N-methoxy-N-methylcarbamates as potent reversible inhibitors of acetylcholinesterase

Several aryl N-hydroxy- and N-methoxy-N-methylcarbamates were examined as inhibitors of bovine erythrocyte acetylcholinesterase (AChE). These carbamate derivatives were generally strong inhibitors of AChE, but, unlike the typical N-methyl- and N,N-dimethylcarbamates which are carbamylating agents, they proved to be reversible, competitive inhibitors of the enzyme. The values for the dissociation constant (K_a) for the enzyme-inhibitor complex to enzyme and inhibitor were in the range of 2 × 10^?5?1 × 10^?7M.