实验发现不同农药对三种石墨烯基纳米酶活性的抑制各不相同。通过分子动力学模拟得到的农药分子与石墨烯基纳米酶之间的吸附能也各不相同,这一理论结果也与实验结果相互印证。基于以上结论,我们利用石墨烯基纳米酶构建的传感器阵列对五种农药进行检测,结果显示传感器阵列能够在5-500 μM这一较宽浓度范围内有效区分五种农药。同时,传感器阵列能够区分同种农药0-1000 μM之间的11种不同浓度。此外,纳米酶传感器阵列还能区分同一浓度下两种农药不同比例的混合物。
最后,为了探究纳米酶传感器阵列在实际应用中的可行性,我们发现在金属离子、蛋白质、生物硫醇这些干扰物存在下,虽然对石墨烯基纳米酶的活性产生了影响,但是传感器阵列依然能够有效区分五种农药。利用加样法得到五种农药的实际土壤样品,同样能够被纳米酶传感器阵列区分。这些结果验证了纳米酶传感器阵列在实际应用中的可行性。
本工作将纳米酶与传感器阵列结合用于芳香类农药检测,不仅降低成本,而且方便快捷,提高了检测效率。本工作拓展了纳米酶在农药检测方面的应用,为食品安全检测和环境保护做出了积极的贡献。
南京大学魏辉教授和中国农业大学郭红超教授为论文的共同通讯作者,南京大学现代工学院硕士生朱昀瑶和研究员武江洁星为论文的共同第一作者。中国农业大学的韩丽君副教授、魏辉教授课题组王小宇博士、天津大学李韡教授亦为本工作提供重要的帮助与支持。
文章来源:南京大学
魏辉,南京大学教授、博士生导师、国家人才计划入选者、英国皇家化学会会士(Fellow of the Royal Society of Chemistry)。2003年本科毕业于南京大学化学系,期间在夏兴华教授小组从事研究工作。同年进入中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室汪尔康院士小组攻读研究生,2008毕业获博士学位。之后分别在陆艺教授与聂书明教授小组从事博士后研究工作。2013年加入南京大学现代工程与应用科学学院。
自开展研究工作以来,在Nature Nanotechnology、Chemical Society Reviews、Analytical Chemistry、Chemical Science等国际学术期刊上发表50余篇研究论文,论文被引用3000余次,H-指数为29。目前,研究工作集中在生物纳米功能材料、生物纳米医学、生物分析与传感等方面。现任自然(Nature)出版社《Scientific Reports》杂志编委。