Label-Free and Ultrasensitive Detection of Butyrylcholinesterase and Organophosphorus Pesticides by Mn(II)-Based Electron Spin Resonance Spectroscopy withZero Background Signal

建立了基于Mn(II)的电子自旋共振(ESR)光谱检测丁酰胆碱酯酶(BChE)和有机磷农药(OPs)的方法。以氯化锰和过氧化氢为原料合成了二氧化锰纳米片。在BChE的催化下，s -丁基硫代胆碱碘化(BTCh)水解生成具有还原性-SH基团的硫代胆碱。在硫代胆碱的存在下，MnO₂纳米片被分解，MnO₂纳米片中的Mn(IV)被还原为Mn(II)。Mn²⁺是具有顺磁性的离子，具有良好的ESR信号。相比之下，MnO₂纳米片没有ESR信号，不需要与Mn²⁺分离。用ESR光谱法可以直接测定Mn²⁺，不需要进一步的传感探针。基于直接检测Mn²⁺的ESR光谱比使用MnO₂以外的其他探针要简单得多。Mn²⁺的ESR信号与BChE的催化活性成正比。通过探测Mn²⁺的ESR信号也可以检测出抑制BChE活性的有机磷农药。由于MnO₂纳米片不存在ESR信号，因此在不存在BChE的情况下，背景信号接近于零。BChE的检出限低至0.042 U/L。通过测定对氧磷对BChE的抑制作用，建立了对氧磷测定的标准曲线，对氧磷的检出限为0.076 ng/mL。对加标大白菜提取物样品进行了测定，回收率为96.5-102.8%。将对氧磷溶液喷洒在种植的大白菜上，用该方法测定提取物中对氧磷残留量。本方法的测定结果与高效液相色谱法的测定结果一致，证明了新方法的实用性。

文章详情：Li Tang, Chunyu Wang, Sizhu Tian, Zhimin Zhang, Yong Yu, Daqian Song, Ziwei Zhang*. Analytical Chemistry, 2022, 94, 46, 16189–16195.

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03708