一种低成本无酶免标快速检测有机磷农药的新方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本无酶免标快速检测有机磷农药的新方法，主要是基于富含鸟嘌呤碱基序列的DNA[G3T]5与镧系金属Tb

【技术实现步骤摘要】
一种低成本无酶免标快速检测有机磷农药的新方法
本专利技术涉及化学分析领域，具体涉及一种低成本无酶免标快速检测有机磷农药的新方法，本专利技术属于检测

技术介绍
有机磷农药(OPs)因具有品种多、药效高等特点，已逐渐成为我国应用最广、使用量最大的一类杀虫剂，是农作物病虫害防治的主要措施。其发挥作用的主要机理是在体内与胆碱酯酶形成磷酰化胆碱酯酶，胆碱酯酶活性受抑制，从而不再分解乙酰胆碱，导致组织中乙酰胆碱过量蓄积，胆碱使得神经过度兴奋，引起毒蕈碱样、烟碱样和中枢神经系统症状。由于农药具有毒性高、持久性长的特点，不仅对环境造成极大的污染，农产品中农药残留过多也严重威胁着国民身体健康。目前对于有机磷农药检测方法主要有气相色谱-质谱联用法、液相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法以及酶抑制法、电化学法等(Journalofseparationscience2016，39，2164-2171.；FoodChemistry，2010，122，327-332.；FoodChemistry，2012，131，1569-1576.；AnalyticalChemistry，2014，86，11727-11733.；BiosensorsandBioelectronics，2015，68，168-174.；ACSappliedmaterials&interfaces，2016，8，58-8067)，这些方法均存在一定不足。色谱类分析方法需要大型分析仪器，过程操作繁琐，不能实现现场检测。酶抑制法被应用于构建电化学传感器、荧光传感器及比色传感器用于对农药的检测，其主要是基于有机磷对乙酰胆碱酶的抑制作用，而酶不仅价格高，且容易变性不易保存，酶的使用不仅增加检测成本，对检测结果的准确度也有一定的影响。这类检测方法已无法满足大批量农产品快速检测和国内外有关食品的现场快速检测需要。因此，亟需开发简单、无酶、灵敏度高、且成本低的快速检测有机磷农药的方法。
技术实现思路
对目标物有机磷农药实现高灵敏、高精准、简单的快速检测方法是分析化学的一个重要发展方向。针对以上存在的问题，我们开发了一种无酶、免标、成本低的快速检测有机磷农药的新方法。其操作过程简单、成本低，且检测结果具有良好的重现性，确保了检测结果的准确度。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案如下：本专利技术提供了一种低成本无酶快速检测有机磷农药的新方法。将Tb3+和[G3T]5两种溶液混合(物质的量的浓度比为1:50)，然后向混合溶液中加入一定量的银纳米颗粒(AgNPs)，三者共同在室温下孵育10min，有机磷农药检测的传感体系([G3T]5/Tb3+/AgNPs)即构建完成，此种情况下Tb3+产生很强的荧光。在加入甲基对硫磷后，Tb3+荧光强度显著降低，其荧光降低与甲基对硫磷浓度呈线性相关，通过检测Tb3+荧光强度即可实现对甲基对硫磷的快速检测。该方法避免了乙酰胆碱酯酶的使用，不仅降低了检测成本，还简化了实验操作，提高了检测结果的准确性、可靠性。本专利技术具体包括以下步骤：(1)制备[G3T]5/Tb3+/AgNPs的生物传感体系，其中[G3T]5、Tb3+及AgNPs的终浓度分别为0.2μM，10μM，15ρM。加入0-150μg/L不同浓度的OPs，室温下孵育10min，然后用荧光分光光度仪检测Tb3+的荧光强度，所用激发波长为290nm。(2)以Tb3+荧光响应为纵坐标，以甲基对硫磷浓度为横坐标对检测数据进行处理，然后进行线性拟合，得到线性回归方程。进一步，本专利技术所述AgNPs的合成制备方法为：取50mL40％甘油加进烧瓶中，在油浴锅(1200rpm)中加热至95℃，9.0mg的硝酸银和1.0mL3％的柠檬酸钠，依次加入烧瓶中，在1200rpm和95℃下反应一小时，制得AgNPs胶体种子溶液。另准备一个烧瓶，依次加入138mL去离子水，23mL甘油和0.58g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，置于磁力搅拌器上1200rpm反应10min，加入上述合成的AgNPs胶体种子溶液14.4mL继续搅拌1min，最后加入9.2mg的抗坏血酸，继续搅拌10min后得到粒径在44nm左右的AgNPs。所制备的AgNPs具有很好的分散性，且粒径分布均匀。最主要的优点是不需要酶的参与，传统的检测方法大都是用农药来抑制乙酰胆碱酯酶活性，间接检测农药，而酶对环境(如温度)要求高且价格高昂；且我们这个传感体系只需一步简单混合，操作简单，加入农药后，反应灵敏且快速。本专利技术所述的方法是一种快速检测有机磷农药的新方法。相对于现有技术，本专利技术创造所述的OPs检测方法具有以下优势：本专利技术利用[G3T]5/Tb3+/AgNPs混合纳米材料检测OPs，具有操作简单、无酶、免标记、灵敏度高、方法简单且成本低的优势。附图说明构成本专利技术创造的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的[G3T]5/Tb3+/AgNPs生物传感体系检测甲基对硫磷的原理验证相关实验数据。图2为本专利技术创造实施例所述的优化构建有机磷农药生物传感体系所用AgNPs浓度情况下Tb3+的荧光响应数据。图3为本专利技术创造实施例所述的为检测甲基对硫磷的反应时间优化数据。图4为本专利技术创造实施例所述的生物传感体系荧光强度随甲基对硫磷浓度变化的荧光曲线。图5为本专利技术创造实施例所述的生物传感体系荧光强度随甲基对硫磷浓度变化在545nm处荧光值的线性拟合曲线及方程。具体实施方式为了使本专利技术上述特征和专利技术创造中优化条件更加清楚和容易理解，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。[G3T]5/Tb3+，AgNPs与甲基对硫磷三者反应的体系是600μL(包括[G3T]5/Tb3+，AgNPs和不同浓度的甲基对硫磷)，下面给出的三者的浓度都是在600μL体系下的终浓度。实施例150mL40％甘油于油浴锅(1200rpm)中加热至95℃，分别加入9.0mg的硝酸银和1.0mL3％的柠檬酸钠，继续反应一小时，制得AgNPs胶体种子溶液备用。分别取138mL去离子水，23mL甘油和0.58g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，充分混合，置于磁力搅拌器上1200rpm反应10min，加入上述合成的AgNPs胶体种子溶液14.4mL继续搅拌1.0min，最后加入9.2mg的抗坏血酸，继续搅拌10min后得到粒径在AgNPs的粒径控制在40-50nm。后面选择44nm的AgNPs做后面的试验，效果最好。实施例2检测原理可行性验证：在以下各情况下利用荧光分光光度仪检测Tb3+荧光强度(如图1所示)：a):[G3T]5/Tb3+混合溶液([G3T]5:0.2μM，Tb3+:10μM)；b):15pMAgNPs与[G3T]5/Tb3+混合后；c):[G3T]5/Tb3+/AgNPs与100μg/L甲基对硫磷混合后。激发波长为290nm，发射波长范围为475～560nm。实施例3优化AgNPs浓度(见图2):[G3T]5/Tb3+混合溶液([G3T]5:0.2μM，Tb3+:10μM)加入不同浓度AgNPs(0，2.5，5，7.5，10，12.5，15，17.5，20ρM)后测定Tb本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本无酶快速检测有机磷农药的新方法，其特征在于：将[G3T]5和Tb3+两种溶液混合，两种溶液的摩尔浓度比为1:50，再向混合溶液中加入AgNPs溶液，Tb3+由于被敏化产生荧光，通过加入甲基对硫磷后Tb3+荧光显著降低，从而实现对有机磷农药浓度的检测。

【技术特征摘要】
1.一种低成本无酶快速检测有机磷农药的新方法，其特征在于：将[G3T]5和Tb3+两种溶液混合，两种溶液的摩尔浓度比为1:50，再向混合溶液中加入AgNPs溶液，Tb3+由于被敏化产生荧光，通过加入甲基对硫磷后Tb3+荧光显著降低，从而实现对有机磷农药浓度的检测。2.根据权利要求1所述一种低成本无酶快速检测有机磷农药的新方法，具体操作方法如下：(1)在0.2μM[G3T]5和10μMTb3+混合溶液中，加入15pM的AgNPs溶液，反应10min后，加入不同浓度的甲基对硫磷溶液，而后用荧光分光光度仪器检测传感体系的荧光强度，其激发波长为290nm，发射波长为490nm和545nm；(2)以传感体系荧光响应为纵坐标，以甲基对硫磷浓度为横坐标对检测数据进行处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚青，王田林，王硕，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12