MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用以及农药残留的检测方法技术

本发明专利技术涉及化学分析检测领域，公开了MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用以及农药残留的检测方法。其中，所述MrGOPA复合吸附剂具有三维网状结构，其通过在水热还原反应的条件下，使Fe

Application of mgopa composite adsorbent in pesticide residue detection and detection method of pesticide residue

【技术实现步骤摘要】
MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用以及农药残留的检测方法
本专利技术涉及化学分析检测领域，具体地，涉及MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用以及一种农药残留的检测方法。
技术介绍
蔬菜历来在饮食指南中占有一席之地，因为它们富含维生素、矿物质、抗氧化剂、膳食纤维和多种有益的植物化学物质。食用蔬菜能够提高身体免疫力和预防疾病，如心血管疾病、糖尿病和便秘，甚至结肠癌，为人类带来巨大的健康益处。然而，蔬菜作物产量的提高与农药使用密切相关，蔬菜中的农药残留一直是一个相当令人关切的问题。常见的农药包括有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯杀虫剂等。由于大多这些危害物质是致畸甚至致癌的，长期过量接触这些有毒农药会导致一系列严重的健康问题。糟糕的是，它们通常很难在短期内在人体内被完全代谢，因此会以本体或代谢物的形式积累到一个危险的水平。由于过去几年蔬菜中农药的滥用，食品安全问题日益凸显。欧盟、美国、中国和日本等许多国家和政府制定了严格的法规和监测程序，对食品中农药的使用进行监督。例如，欧洲联盟制定了对许多蔬菜中有机磷农药的最高残留水平(MRLs)，范围为0.01至0.3mgkg-1。因此，随着开发新型快速和高灵敏的分析方法来监测蔬菜样品中的多目标农药残留显得尤为重要。目前已经开发了许多类型的检测方法，包括免疫传感器、电化学传感器、光学传感器、气相色谱和高效液相色谱法来对蔬菜中农残来进行检测。气相色谱是色谱中最常用的技术，通常与质谱或特异性检测器联用，显示出优异的分离能力和分析灵敏度。然而，由于样品中复杂的基质成分和固体等样品形式，未经处理的蔬菜样品不能直接进入检测仪器。此外，实际样品中目标农药的浓度有时低于仪器检测限或定量限。因此，样品分析前需要合适的样品预处理技术通过对目标分析物的提取、分离和预富集从而达到令人满意的分析表现。迄今为止，液液萃取(LLE)和固相萃取(SPE)是用于该目的的最常用的方法。近年来，LLE和SPE衍生出许多新型的预处理技术，如分散液液微萃取、固相微萃取和搅拌棒吸附萃取等，这些技术显示了相当大的分析优势，如富集系数高、操作简单或样品/试剂消耗较少。磁性固相萃取作为一种新型的固相萃取技术，在分析测试领域收到广泛关注。磁性固相吸附剂可以直接分散到样品溶液中，这种分散的方式增加了分析物和吸附剂之间的接触面积，因此磁性固相萃取(MSPE)的萃取效率要高于传统的SPE方法。同时一些传统SPE中存在的问题，如耗时、高压和柱堵塞等问题可以很好得到解决。MSPE无需传统的过滤或离心，在外加磁场下数秒内即可实现吸附剂的一步分离，大大简化了萃取过程。MSPE中，吸附材料起着至关重要的作用，因为它们的特定性质直接影响萃取效率、选择性以及分析方法的灵敏度。石墨烯是一种由碳原子SP2杂化轨道组成的六角形呈蜂巢晶格的单层，具有较高的理论比表面积、机械强度和大共轭体系的平面结构，其独一无二的性质使得其成为十分具有潜力的吸附材料。为了解决了纯石墨烯材料在分离上的缺陷，具有快速分离性能的磁性石墨烯复合材料目前在食品、生物和环境样品中的微量目标分析物萃取上显示出巨大的分析潜力。尽管其相对于传统SPE吸附材料具有明显的优势，但是磁性石墨烯材料在实际应用过程中依然存在着如下挑战，首先，在磁性石墨烯的合成过程中，由于石墨烯具有较强的疏水性以及石墨烯之间的范德华相互作用，很容易发生石墨烯片层的重聚和团聚。这将导致吸附效率的降低，因为吸附空间或活性位点的大量减少，这对其在样品提取程序中的应用非常不利。近年来，以磁性三维还原石墨烯氧化物(rGO/Fe3O4)为吸附剂，对食品和环境样品中的氯酚、砷酸盐、有机磷和咖啡因的固相萃取进行了研究，由于其优越的性能如超大的比表面积和多孔结构，与磁性二维石墨烯吸附剂(2D-rGO/Fe3O4)相比吸附效率明显提升。此外，磁性石墨烯材料通常是一种具有sp2杂化碳原子的非极性疏水吸附剂，对疏水化合物和芳香结构有很强的亲和力。但作为石墨烯的一个缺点，它与含有极性或离子官能团的化合物相互作用很弱。因此，磁性石墨烯吸附剂难以从样品中提取含氧、氮和离子官能团的有机化合物，这在一定程度上限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用，采用MrGOPA复合吸附剂对蔬菜中的农药残留进行检测，能够进行快速、高灵敏度的进行多组分分析。为了实现以上目的，本专利技术一方面提供MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用，其中，所述MrGOPA复合吸附剂具有三维网状结构，其通过在水热还原反应的条件下，使Fe3O4纳米粒子、组分A和氧化石墨烯接触并进行自组装获得；其中，所述组分A为聚吡咯、聚苯胺、聚乙烯亚胺、聚乙二醇和聚吡咯纳米管(PNT)中的一种。本专利技术第二方面提供一种农药残留的检测方法，该方法包括：(1)将待测样品悬液与如上所述的MrGOPA复合吸附剂混合，以使待测样品中的农药分子吸附到所述MrGOPA复合吸附剂上；(2)将步骤(1)接触后的物料进行固液分离，得到吸附有农药分子的MrGOPA复合吸附剂；(3)将所述吸附有农药分子MrGOPA复合吸附剂与洗脱溶液接触，以将吸附的农药分子进行洗脱，得到样品液；(4)对所述样品液中的农药分子进行定量。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术首次将MrGOPA复合吸附剂用于蔬菜中农药的检测，实现了蔬菜中农药的快速萃取、分离和浓缩，与传统固相萃取相比，磁性固相萃取技术仅仅需要通过外加磁场即可一步实现固液分离，无需离心过滤等步骤，大大简化了操作过程；2、本专利技术将MrGOPA复合吸附剂用于蔬菜中农药的检测，由于MrGOPA复合吸附剂具有三维网状结构特性，该吸附材料能够提供更多的空间和活性位点，相对已有的吸附材料进一步提升分析物的吸附容量，从而提升方法的灵敏度；3、本专利技术将MrGOPA复合吸附剂用于蔬菜中农药的检测，由于MrGOPA复合吸附剂进一步改良了纯石墨烯材料的表面性质和极性，对不同极性和结构农药化合物都具备优良的吸附能力，适合多组分分析；4、本专利技术还建立了一套基于MrGOPA吸附剂的磁性固相萃取-气相色谱-串联质谱联用技术，可用于蔬菜中多种农残的快速检测，该方法具备宽的线性范围、低检测限、高回收率和精确度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术制备例3制备的MrGOPA复合吸附剂，a)照片；b)扫描电镜图；c)透射电镜图；图2为本专利技术制备例3制备的MrGOPA复合吸附剂的氮气吸/脱附表征图；图3为本专利技术不同组分制备的复合吸附剂对萃取效率的影响；图4为本专利技术制备的含有不同PNT比例的MrGOPA复合吸附剂对13种农药的萃取效率的影响；图5为本专利技术制备例3制备的Mr本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用，其中，所述MrGOPA复合吸附剂具有三维网状结构，其通过在水热还原反应的条件下，使Fe

【技术特征摘要】
1.MrGOPA复合吸附剂在农药残留检测中的应用，其中，所述MrGOPA复合吸附剂具有三维网状结构，其通过在水热还原反应的条件下，使Fe3O4纳米粒子、组分A和氧化石墨烯接触并进行自组装获得；
其中，所述组分A为聚吡咯、聚苯胺、聚乙烯亚胺、聚乙二醇和聚吡咯纳米管中的一种。


2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述水热还原反应在水合肼的存在下于封闭环境中进行，反应的温度为90-100℃，时间为8-20小时。


3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述Fe3O4纳米粒子的粒径为100-300nm；
优选的，所述Fe3O4纳米粒子的制备方法包括：在惰性气体的保护下，将氢氧化铵与含有硫酸铁铵和硫酸亚铁铵的溶液混合，并在pH值碱性的条件下接触，获得所述Fe3O4纳米粒子；
优选的，所述混合在超声的条件下进行，超声的频率为30-50kHz，功率为150-250W，时间为5-20min；
优选的，相对于1mmol氢氧化铵，硫酸铁铵的用量为0.5-1.5g，硫酸亚铁铵的用量为0.1-1g；
优选的，所述接触在搅拌的条件下进行，接触的温度为20-30℃，接触的时间为1-3h，搅拌的转速为800-1500rpm；
优选的，在所述接触结束后，该方法还包括将获得的Fe3O4纳米粒子依次进行磁分离和洗涤。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的应用，其中，所述组分A为聚吡咯纳米管凝胶，其制备方法包括：将聚吡咯单体、植酸和过硫酸铵的甲基橙水溶液混合，并将得到的混合液静置，以获得所述聚吡咯纳米管凝胶；
优选的，相对于1mmol的过硫酸铵，聚吡咯单体的用量为0.5-1.5mmol，植酸的用量为0.1-0.3mmol；
优选的，所述混合在搅拌的条件下进行，混合的温度为0-10℃，混合的时间为1-3min，搅拌的转速为200-1000rpm；
优选的，所述静置的条件包括：静置的温度为0-8℃，时间为15-30小时；
优选的，该方法还包括，将所述静置后的产物依次进行洗涤和干燥，获得所述聚吡咯纳米管凝胶。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的应用，其中，组分A的质量和氧化石墨烯的质量比为0.5-20:1；
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【专利技术属性】
技术研发人员：王晟，李红梅，李秀琴，李明，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11