甲基对硫磷压电免疫传感技术的初步探讨

分别利用蛋白A法和巯基自组装膜法将抗体固定在压电石英晶体金电极上,结果表明巯基自组装膜法效果更好。在利用巯基自组装膜法固定甲基对硫磷抗体的基础上,初步建立了基于直接法和竞争法的甲基对硫磷压电免疫传感技术并对两种技术作了比较,结果表明,基于竞争法的压电免疫传感技术对对硫磷抗原抗体反应的响应频移值较大,可提高检测灵敏度,降低检测限。     

电化学免疫传感器快速检测农产品中的毒死蜱

研究了一种无标记的电化学免疫传感器,用于农产品中的毒死蜱农药残留的快速检测。将毒死蜱人工抗原作为生物识别元件固定在金电极的表面,采用间接竞争法原理,样品中的被测组分与电极上的固定化包被抗原竞争性结合溶液中的抗体。抗体抗原结合反应通过电化学阻抗谱和石英晶体微天平进行表征。将该免疫传感器用于检测青菜、苹果等农产品中的毒死蜱农药残留。结果表明,此免疫传感器灵敏度好、准确度高;对毒死蜱农药的检测限为0.01μg/mL,回收率大于85%,检测时间小于1 h,变异系数小于5%,传感器经过再生处理后能重复使用,经济性较好。该研究可为实现快速检测农产品中农药残留传感器的商品化提供参考。     

基于构建微生物传感器的甲基对硫磷降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

有机磷农药是目前环境中残留量最多的农药之一,对其残留量的检测及降解机制的研究对于环境污染及生态修复具有重要意义。微生物传感器由生物学元件与换能器构成,因具有成本低廉、易于微型化及选择性高等特点而被广泛应用于各种生化物质的分析和检测。本文从长期受农药污染的土壤中分离出4株能以甲基对硫磷为碳源生长的菌株,根据形态特征和16S r RNA基因序列同源性分析,对4株降解菌进行鉴定,利用高效液相色谱测定降解率,选取降解率最高的1株菌进行降解机制研究,以期将其应用于测定环境中甲基对硫磷残留的电位型微生物传感器的构建。结果表明,在甲基对硫磷初始浓度50 mg·L-1、30℃、p H 7.0的培养条件下培养7 d,4株菌对甲基对硫磷的降解率均在78%以上,其中1株菌的降解效率可达100%。16S r RNA基因序列测定表明,该菌株属于克雷伯氏菌属,命名为Klebsiella sp.MP-6。利用液相色谱-质谱联用对其降解产物的研究表明,菌株MP-6水解甲基对硫磷主要产生二甲基硫代磷酸(dimethyl thiophosphoric acid,DMTP)和对硝基苯酚(p-nitrophenol,PNP),极少部分PNP通过产生4-硝基邻苯二酚(4-nitrocatechol,4-NC)和1,2,4-苯三酚(1,2,4-BT)进一步代谢。结果表明,基于测定中间产物对硝基苯酚(p-nitrophenol,PNP)的电位响应信号,该菌株适用于构建测定海水及土壤等环境中有机磷农药的微生物传感器。     

蜂蜜还原能力的电化学传感器检测

为了实现蜂蜜抗氧化物还原能力的快速检测,该文提出了一种用电化学传感器来检测3种不同蜜源蜂蜜的还原能力的新方法。试验采用循环伏安法采集蜂蜜样本的电化学响应信号,提取12个特征值进行归一化预处理,然后利用偏最小二乘法（PLS）建立模型进行检测。校正集的相关系数r和交互验证均方根误差（RMSECV）分别为0.9425和0.0433;预测集的相关系数r和预测均方根误差（RMSEP）分别为0.9392和0.0417。研究结果表明,电化学传感器结合偏最小二乘法检测蜂蜜的还原能力的思路是可行的。     

三聚体纳米颗粒自组装过程的分子动力学模拟

为了更深入理解直链淀粉/β-乳球蛋白/α-亚油酸三元复合物体系自组装行为的机制,该研究借助Gromacs软件,采用分子动力学模拟对玉米直链淀粉、β-乳球蛋白、α-亚油酸三者在373 K温度下的结合过程进行研究。通过三元纳米粒子在500 ns内的自组装快照图,可以得出直链淀粉、α-亚油酸、β-乳球蛋白3种组分的结合顺序。通过三元纳米粒子的自由能曲面图,可知该三元纳米粒子的形成是热力学自发的过程。进一步对其水合半径及溶剂可接触表面积的分析表明,该三元复合物纳米颗粒溶解性良好。研究阐释了水溶性自组装纳米颗粒的形成机理,为纳米科学领域寻找合适的壁材提供了一种新的研究途径。     

基于电化学传感器检测农副产品黄曲霉毒素B1的研究进展

黄曲霉毒素B1是农副产品中最常见的真菌毒素之一,具有诱变、致畸、免疫抑制和致癌的作用。为了减少黄曲霉毒素B1带来的危害,开发可靠的方法来检测农副产品中的黄曲霉毒素B1十分重要。传统的检测方法难以满足现代农业中现场、快速检测的需求,而电化学传感器具有制备简单、便于携带、灵敏度高和选择性强等特点,因而备受关注。根据识别元件的不同,黄曲霉毒素B1的电化学传感器可以分为基于适配体的传感器、基于免疫反应的传感器、基于分子印迹的传感器。研究者们又根据不同的感知策略、纳米材料研发了多种类型的黄曲霉毒素B1电化学传感器。该研究综述了近5年来（2019—2023年间）黄曲霉毒素B1电化学传感器的研究进展,列举了具有代表性的实例,讨论了基于不同识别元件的传感器的传感机理和不同的信号产生策略,对这些传感器的性能进行了对比。并分析了不同识别元件的优缺点,探讨了基于不同原理的黄曲霉毒素B1电化学传感器的不足之处和发展方向,如需要开发新型的识别元件、研发新的纳米材料并提高纳米材料的制备技术、不同传感策略的联合应用、研发多种毒素同时检测的传感器、简化修饰步骤提高传感器稳定性等,以期为实现黄曲霉毒素B1电化学传感器的实际应用提供参考。     

用于农药残留快速检测的压电免疫生物传感器的研究

该文建立了一种压电免疫生物传感器结合流动注射的方法检测样品中的农药残留.为了有效地捕获有机磷农药抗原,比较了三种在石英晶体金电极表面上固定有机磷单克隆抗体的方法.在0.005～10μg/mL范围内,有机磷浓度与晶体频率的变化之间呈较好的相关关系.回归方程:y=5.9111Ln(x) 51.979,决定系数为:0.93.该传感器的最低检测限为2.16×103μg/mL,选择性好,可以重复使用.     

比率电化学传感技术在农产品真菌毒素检测中的研究进展

真菌毒素广泛存在于霉变农产品中,具有致癌、致畸、致突变等危害,受其污染的农产品已被世界卫生组织列为食源性疾病的主要来源,但农产品中真菌毒素检测存在基质复杂、灵敏度要求高等难题。电化学传感技术操作简单、成本低、灵敏度高以及分析速度快,在农产品真菌毒素检测中应用广泛,而将比率策略与电化学传感结合发展的比率电化学传感技术可以进一步提高传感器在复杂环境中的分析准确度和可靠性。该研究主要从直接传感、免疫传感、DNA传感及适配体传感等4个方面综述了近3年来（2018－2021年）比率电化学传感技术的研究进展,系统讨论了它们的信号产生策略、传感机理及其在农产品真菌毒素检测方面的应用,总结了不同传感模式中所用识别元件、传感材料、实际样品及检测真菌毒素的分析性能,并讨论了不同传感模式的优缺点。最后,分析了比率电化学传感技术在农业传感领域的瓶颈问题,如识别元件的开发,多种真菌毒素的同时检测,农产品的现场、实时检测等,指出开发便携式设备实现不同真菌毒素的现场、同时、快速检测是本领域的重要发展方向,以期为农产品中真菌毒素高效检测技术提供参考。     

生物传感器在纤维素乙醇测定中的应用

为探讨生物传感器在纤维素乙醇测定中的应用,采用乙醇生物传感器分析仪对发酵液中的纤维素乙醇含量进行测定,分析其特点、规律。结果：乙醇生物传感分析仪线性关系良好,线性范围为0.2～20.0 mg/100 mL,回归方程为：Y=5.00225X+0.72273,R＝0.99976;对乙醇的检测快速而准确,检测时间为20 s,回收率为99.3%～100.4 %;与气相色谱方法、酒精计法相比较,差异不显著（P>0.05）;专一性强,且仪器重现性和稳定性较好,检测灵敏度高,检测下限为0.2mg/100mL。乙醇生物传感分析仪用于纤维素乙醇检测,具有检测精度高、速度快（20s）、稳定性好、使用成本低等优势,有望代替酒精计、气相色谱仪等,成为检测纤维素乙醇含量的新方法、新手段。     

基于微流控阻抗传感器检测番茄环斑病毒

为实现番茄环斑病毒（Tomato Ringspot Virus,ToRSV）高效、准确的快速检测,采用内嵌金叉指阵列微电极的微流控阻抗传感器对ToRSV进行特异性检测。通过将ToRSV抗体固定于金叉指阵列微电极表面免疫结合ToRSV以引起阻抗变化,得到电化学阻抗谱,并建立等效电路分析阻抗变化机理,建立ToRSV浓度和阻抗之间的定量线性关系。等效电路分析表示,ToRSV能造成溶液电阻Rs、电极表面电子转移电阻Ret的显著增加和双电层电容Cdl的减小,从而引起阻抗增加。结果显示在最佳检测频率10.7 Hz下,ToRSV浓度在0.001～10 μg/mL范围内检测到的阻抗值范围为248.8～687.2 kΩ,ToRSV浓度与阻抗值具有良好线性关系,R2为0.98。测试该方法的检出限时,阻抗值显示为307.05 kΩ,得到检出限为0.003 4 μg/mL。试验结果证明该传感器具有检测灵敏度高、特异性好、快速方便等优点,能够实现对ToRSV的特异性定性检测,对于其他植物病毒检测具有可推广性。     

4种鱼类肝脏细胞色素P450对毒死蜱、对硫磷及马拉硫磷的脱硫代谢

以毒死蜱、对硫磷及马拉硫磷为供试农药,以斑马鱼、剑尾鱼、麦穗鱼及太阳鱼为供试生物,研究了3种农药对4种鱼的急性毒性,4种鱼肝细胞色素P450对3种农药的脱硫代谢作用及两者之间的相关性。结果表明,毒死蜱对于上述4种鱼的96hLC50分别为1.94、0.171、0.0273、0.0681mg·L^-1;对硫磷为2.6、0.0559、1.78、1.02mg·L^-1;马拉硫磷为7.07、0.907、6.03、0.172mg·L^-1。4种鱼肝脏P450对于毒死蜱代谢的Vmax/Km值分别为1.67×10^4、2×10^4、5×10^4、2×104min^-1;对于对硫磷代谢的Vmax/Km值分别为2×10^4、5×10^5、1.11×10^5、1.43×10^5min^-1;对于马拉硫磷的值分别为5×10^3、5×10^4、2.5×10^3、1.67×10^4min^-1。96hLC50值与Vmax/Km值大体呈负相关,其中毒死蜱的相关性较弱,对硫磷及马拉硫磷的相关性较强（R^2值分别为0.2181、0.8490、0.5102）。研究结果说明P450在鱼类耐药性形成过程中发挥了阻碍作用。     

丁草胺和苄嘧磺隆对钝顶螺旋藻的毒性效应研究

采用实验室摇瓶实验法研究了除草剂丁草胺和苄嘧磺隆对钝顶螺旋藻的毒性效应。结果表明,丁草胺浓度与藻生长（以OD560计）存在明显的剂量-效应关系,64mg·L^-1丁草胺严重抑制藻生长,比生长速率为0.111d-1,仅为对照的24%。在7d实验时间内EC50值随染毒时间延长呈指数下降,96h的EC50值为45.4mg·L^-1,到第7d降为15.2mg·L^-1。与丁草胺相似,在实验浓度范围内随浓度增加,苄嘧磺隆对钝顶螺旋藻的生长抑制作用逐渐增强,最高浓度44.8mg·L^-1处理的比生长速率为0.458d-1,约为对照的82%。在8d实验时间内EC50值随染毒时间延长呈指数增长,96h的EC50值为51.3mg·L^-1,到第8d达到215mg·L^-1。两种除草剂在较高浓度条件下均使钝顶螺旋藻藻丝变短,部分藻丝由螺旋型变为直线型,随浓度增加直线型藻丝逐渐增加,到最高浓度几乎全部变为直线型,且藻细胞颜色变浅。依据96h-EC50值判断丁草胺对钝顶螺旋藻的毒性大于苄嘧磺隆,二者毒性强度均为中等,但随着染毒时间延长丁草胺的毒性作用增强而苄嘧磺隆的毒性逐渐降低。同时,高浓度的两种除草剂使部分藻丝断裂变短,且诱导藻丝形态由螺旋型向直线型转变。     

The Influence of Surfactants and Metals on the Mineralization of 14C-Labeled Methyl Parathion in a Mediterranean Soil under Aerobic Conditions

The mineralization of ¹⁴C-labeled methyl parathion, in a soil from a semiarid Mediterranean area, was followed by a simple method. This method consisted in trapping evolved CO₂ in a NaOH trap, using common laboratory glassware and low quantities of reagents. Volatiles were trapped in polyurethane foams, which are cheap and easy to handle. The influence of soil water content (10?C20%) and the addition of surfactants [Aerosol 22 and hexadecyl trimethyl ammonium bromide (HD)] and metals (Cu and Zn) were assessed. Different models were applied to evaluate parathion mineralization kinetics. Mineralization kinetics was initially faster for 20% soil water content, although the final mineralization extent was similar in the range of tested soil water content. Surfactants behaved differently: HD decreased mineralization rate while Aerosol 22 did not affect parathion mineralization. A bimetal Cu and Zn solution led to a significant decrease in methyl parathion mineralization, which persisted when applied together with HD. Results suggest a possible reduction of pesticide availability in soil or a direct effect of the exogenous chemicals on soil microbial community.     

土壤有机污染物电化学修复技术研究进展

综述了有机污染土壤的电动力修复和微生物电化学修复的最新研究进展.分析了电动力修复中电极材料、运行条件等因素对污染物去除效果的影响,总结了添加表面活性剂、引入具有降解能力的基质、与化学或生物联合等方式对土壤修复效果的强化作用,阐述了微生物电化学修复的效果、影响因素和微生物群落演变的规律.电化学技术能够有效去除土壤中的有机...     

茉莉酸甲酯-大豆分离蛋白复合膜的制备及物理性质研究

为研究茉莉酸甲酯(Me JA)对大豆分离蛋白膜物理性质的影响,以大豆分离蛋白(SPI)为成膜基质,添加适量的增塑剂等成膜助剂,复合Me JA制备蛋白复合膜,并采用场发射电子扫描、X-射线衍射和傅立叶变换红外光谱等方法分析了复合膜的物理特性。结果表明,Me JA与大豆分离蛋白基质有良好的相容性,复合膜材料外观光滑平整。与单一大豆分离蛋白膜相比,Me JA的添加显著增加了膜的厚度和延伸率,降低了膜的透明性及水蒸气透过率,提高了其光阻隔性能,改善了膜的阻湿性。扫面电镜分析发现,0.05%添加量的茉莉酸甲酯精油复合膜内部结构较单一蛋白膜紧凑;红外光谱分析表明,Me JA与SPI基质存在一定相互作用,综合物理性能较佳。由此可知,此复合膜在食品包装和保鲜材料等领域具有广阔的应用前景。     

Microbial Respiration in Soils of the Argentine Pampas after Metsulfuron Methyl, 2,4‐D,and Glyphosate Treatments

Abstract

Short‐term response of microbial respiration after treatment with different doses of the herbicides metsulfuron methyl (MET), 2,4‐D, and glyphosate (GLY) was studied in microcosms of soils collected in three agricultural sites of the Southern Pampas region, Buenos Aires, Argentina. The influence of diammonium phosphate [(NH₄)₂PO₄] on carbon dioxide (CO₂) evolution, when applied with the highest doses of the herbicides, was also investigated. MET had no effect on microbial respiration of an acidic soil of San Román (pH 6.06), even at the highest rate. However, MET inhibited microbial respiration in soils of Bordenave (pH 7.44), at a rate of 0.1 mg kg^?1 soil. Low application rates of GLY and 2,4‐D produced only transitory effects on CO₂ evolution, whereas the addition of high doses of these herbicides stimulated microbial activity. On the other hand, the addition of fertilizer to soil treated with a high dose of GLY temporarily inhibited CO₂ release.     

小麦秸秆及其生物炭添加对黄绵土表面电化学性质的影响

土壤表面电化学性质是土壤具有肥力的重要基础,研究小麦秸秆及其生物炭添加对黄绵土表面电化学性质的影响,可为黄绵土耕地质量的提升及可持续利用、减少土壤侵蚀提供重要的理论及实践依据.通过室内恒温培养试验,设置对照(CK)、1％秸秆(儿)、3％秸秆(J3)、5％秸秆(J5)、7％秸秆(J7)、10％秸秆(J10)和1％生物炭(...     

喀斯特生态系统土壤表面电化学特征及其影响因子

以西南喀斯特典型石漠化生态系统土壤为研究对象,采用空间替代时间的方法,研究石漠化演替过程中土壤表面电化学特征演变规律及其与土壤理化性质的相关性。采用物质表面联合分析法对不同石漠化等级土壤表面电化学属性及进行测定。结果表明,土壤表面电荷密度、表面电场强度、比表面、表面电荷数量随石漠化强度的增加而下降,其变化范围分别为0.34 C·m-2~0.42 C·m-2、4.85×108 V·m-1~5.86×108 V·m-1、47.11 m2·g-1~53.16 m2·g-1、16.86 cmol·kg-1~22.82 cmol·kg-1,土壤表面电位随石漠化强度的增加而上升,其变化范围为-113.74 mV~ -115.10 mV;研究区黏土矿物组成为伊利石、高岭石、绿泥石、伊蒙混层、绿蒙混层,且以绿蒙混层为主;土壤黏粒、砂粒、非晶质氧化铝、胡敏酸是影响喀斯特石漠化地区土壤表面电化学属性变化的主要因素,解释率分别为48.3%、38.1%、13.0%、12.0%;土壤粒径组成、有机质组分和金属氧化物对土壤表面电化学特征影响由强到弱依次分别为：土壤黏粒>砂粒>粉粒,胡敏酸>有机碳>富里酸,非晶质氧化铝>游离氧化铁>非晶质氧化铁。本研究对中国西南喀斯特石漠化土壤管理与调控、退化植被恢复重建具有重要意义。