一种现场检测有机磷农药的方法技术

本发明专利技术公开了一种现场检测有机磷农药的方法及其专用仪器、包括以下步骤：（１）向被测样品中加入固体氧化剂，反应４－６分钟；（２）加入固体还原剂；（３）插入酶电极、反应１０－３０分钟；（４）清洗酶电极；（５）用本发明专利技术的检测仪对酶电极进行测定，读取数据；仪器包括恒压调节模块单元、信号转换处理模块单元、显示控制单元、数据采集和ＣＰＵ中央处理器单元四部分；使用该方法和仪器，使有机磷农药的检测可在现场直接进行，方便、快捷。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机磷化合物的检测方法及其专用仪器，特别是有机磷农药的检测方法及其专用仪器。有机磷农药是当今使用最为广泛的农作物杀虫剂，它在农作物产品中的残留成为危害人类健康的一大隐患，有机磷农药致使人、畜中毒的情况时常发生，对它们的快速现场检测一直是食品卫生科学领域的研究重点，并具有重要的临床诊断价值。有机磷农药残留物的实验室检测手段是色谱法、色谱-质谱联用法和波谱法，这些方法虽灵敏度较高，但仪器复杂、昂贵、操作繁琐、常需液-液萃取或固-液萃取等前期处理过程，因而难于现场使用，也不能满足快速检测的需要。生物传感器技术将生物反应的高特异性、高灵敏度、快速反应与电子线路易微型化、集成化、智能化的特点结合起来，是较为理想的现场检测技术。然而由于有机磷农药水溶性差，实际样品中干扰物多，需用丙酮、氯仿等有机溶剂对样品进行提取，而对有机溶剂的使用和提取操作是非专业人员难以掌握的，限制了生物传感器技术对有机磷农药及毒剂现场检测的使用。另外，由于有机磷农药对胆碱酯酶作用慢，传感器响应不灵敏，需对有机磷农药进行活化处理。常用的活化试剂是溴水或溴蒸汽，然而由于溴水的毒性，不稳定性和液体的流动性，给仪器的储存、携带、使用造成麻烦，进一步限制了该类传感器的实用化。现有测定路线为实际样品↓丙酮、氯仿等有机溶剂提取↓吹干有机溶剂↓残留物溶于水↓滴加溴水活化↓加入Na2S2O3等还原剂除去过量溴水↓插入酶传感器↓加入酶底物↓测定本专利技术的目的是提供一种现场快速检测有机磷农药的方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案一种检测有机磷农药的方法，基本上包括以下步骤(1)向被测样品中加入足够量的固体氧化剂，反应4-6分钟；(2)向上述反应液中加入足以使上述步骤中加入的多余的氧化剂还原的固体还原剂，进行振荡；(3)插入酶电极，反应10-30分钟；(4)清洗酶电极；(5)用本专利技术的检测仪对酶电极进行测定，读取数据。本专利技术的另一目的是提供一种实现上述现场快速检测有机磷农药的专用仪器。本专利技术的这一目的是这样实现的一种检测有机磷农药及毒剂的仪器，该仪器包括恒压调节模块单元、信号转换处理模块单元、显示控制单元、数据采集和CPU中央处理器单元四部分，其中所述恒压调节模块单元包括恒压源和运放跟随放大器，其输出电阻为零；所述的信号转换处理模块单元包括将微电流信号经滤波和程控放大后转换成相应电压信号的元件，将模拟信号转换成相应数字信号并进行数字滤波处理的硬件和软件；所述的显示控制单元包括四位串行显示器，所述的数据采集和CPU中央处理器单元包括一次性编程单片微机及数值计算和控制软件。为了更方便使用，本专利技术的仪器中还包括有音响控制部分和故障诊断单元。应用本专利技术的检测方法，可以直接以地表水、蔬菜汁、水果汁或胃液原样为检测对象，酶电极与待测样品作用后，清洗酶电极，测定酶电极表面剩余酶活力，既避免了样品提取过程，又排除了杂质干扰；采取廉价、易得的固体药品次氯酸盐为活化试剂，实现了样品中有机磷农药的全于化学活化，极大地简化了样品活化过程。整个测定过程不需使用有机溶剂，操作简单，使用人员不需专门培训就可操作。由于避免了有机溶剂和液体的使用，仪器装置可微型化，甚至可以制成拿在手中的掌上型检测仪，在现场即可随时进行检测，省时、方便。本专利技术的熏蒸戊二醛蒸汽的酶固定化方法实现了电极条表面酶的批量化固定，从而得到一次性使用酶电极、避免了传感器探头的重活化，极大的改善了所制作酶电极的重现性，并且使常温储存寿命不超过三个月的酶传感器能在常温放置一年以上，冰箱放置3年以上，一致性好，稳定性高。本专利技术的专用检测仪体积小，功耗低，反应灵敏、且造价较低。下面结合附图对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为本专利技术检测仪的正面2为本专利技术检测仪的侧面3为本专利技术检测仪的电路4为本专利技术检测仪的硬件原理5为本专利技术检测仪的运行框图如图1、图2所示，本专利技术的检测仪可制成长方体形(也可以制成其它的形状)的掌上机，机身的正面有显示屏1，TEST按钮2，STEP按钮3，POWER按钮4，机身的侧面有酶电极的插孔5。如图3、图4所示，本专利技术的检测仪由恒压调节单元、信号转换处理模块单元，显示和音响控制单元，故障诊断单元、数据采集和CPU中央处理器单元五部分组成。恒压调节模块包括恒压源和运放跟随放大器，其设计特点是输出电阻为零，工作电压不随仪器工作电流的增减而改变，传感器输出的电流由信号转换处理模块将其线性化并经滤波后转换成电压信号，该电压信号由数据显示模块以串行输入并行输出4位显示；信号转换处理模块单元包括I/V转换和放大、滤波功能，将信号转换成电压信号，还具有防干扰滤波功能，其设计特点是输入电阻为零，即后续电路在不影响传感器工作条件的前提下，不仅能提取传感器的工作电流，同时在CPU控制下，又能根据传感器的输出电流大小，自动调节转换比例，使转换结果有最高的数据采集分辩率显示和音响控制单元包括四位串行显示器和靠脉宽调制驱动的蜂鸣器，音响控制单元包括输出按键声的多种脉宽调制方式，输出操作错误报警声的调制方式，输出结果提示声的调制方式，数据显示模块除能显示结果外，还兼作人机操作引导，方便用户操作，音响在程序控制下，实现了按键声、操作错误报警声、结果输出提示声等几种不同声音信号的输出；故障诊断单元包括传感器信号异常、接触异常、工作电压异常等监视功能，其辅助模块是为仪器组装、调试、检修方便而设计的，通过添加一些辅助硬件电路，将其它各功能模块的主要信息反馈给CPU，便于CPU了解和控制各部件的工作情况；CPU中央处理器是上述几个模块的综合管理模块，采用了一次性编程单片微机，该单片CPU在一个芯片内集成了RAM、ROM、A/D、PWM、看门狗等多种功能。本检测仪的使用方法如图5所示，开机，CPU进行自检，如果正常则显示8888，进一步诊断其它硬件，正常则显示RED1，按下测试键，测蒸馏水的空白值，屏幕上显示RED2，插入经样品作用后、处理过的电极，按测试键，显示RUN2，然后显示测试结果；如果检测仪中已经存有空白值，则直接插入经样品作用后、处理过的电极，按STEP键，进行测试，选则RUN2，显示测试结果。实施例1现场测定有机磷农药，其步骤如下1、取被侧的样品(地表水、蔬菜汁、水果汁、胃液等)；2、向上述被测样品中加入足够量的固体次氯酸钠(次氯酸钙、次氯酸镁也可以)，反应5分钟，使样品充分氧化；3、向上述反应液中加入固体硫代硫酸钠(Na2S2O3)，振荡至Na2S2O3溶解，大约需要1分钟左右，使多余的氧化剂还原；4、插入胆碱酯酶电极反应20分钟；5、取出上述酶电极用干净的水进行清洗(一般为3次)，以除去表面残余的农药及污染物；6、用本专利技术的检测仪对酶电极进行测定，读取数据。在上述实施例中，胆碱酯酶电极的制做方法是丝网印刷技术制作基底电极，戊二醛交联法固定酶(见Anal,chim,Acta,1999,382:277-282)。应用上述方法，还可以制作其它的酶电极，如葡萄糖电极，乳酸电极，血铅电极、尿酸电极等。本专利技术的方法所依据的原理是以酶，特别是胆碱酯酶作有机磷农药、毒剂的生物识别分子，以硫代乙酰胆碱作酶的底物，酶水解产生在电极表面发生电化学氧化。本专利技术的方法应用非常广泛，有机磷农药，如敌敌畏、对硫磷、甲拌磷、乐果、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场检测有机磷农药的方法，其特征在于：基本上包括以下步骤：（１）向被测样品中加入足够量的固体氧化剂，反应４－６分钟；（２）向上述反应液中加入足以使上述步骤中加入的多余的氧化剂还原的固体还原剂，进行振荡；（３）插入酶电极，反应 １０－３０分钟；（４）清洗酶电极；（５）用本专利技术的检测仪对酶电极进行测定，读取数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李元光，吴太虎，马立人，蒋中华，罗金晖，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院放射医学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]