一种果蔬中啶虫脒双模态快速检测方法技术

本发明专利技术属于食品检测技术领域，涉及一种果蔬中啶虫脒双模态快速检测方法；首次提出利用锆基金属有机骨架的双信号特性，将荧光技术和电化学技术相结合，构建同时具有荧光特性和电化学特性的双模态纳米探针，实现了单一纳米材料对啶虫脒的双模态检测。本发明专利技术所提出的啶虫脒的双模态检测，可以减少或消除因底物浓度、外部环境和仪器条件等外界因素而引起的检测准确性低或假阳性结果。电化学和荧光法相关预测模型的相关系数分别达0.998和0.997，极大提高了纳米探针在复杂体系中的选择性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种果蔬中啶虫脒双模态快速检测方法
本专利技术属于食品检测
，尤其涉及电化学/荧光双模态快速检测果蔬中啶虫脒的方法。
技术介绍
我国是世界果蔬第一生产大国，为了减少由于病、虫、草等有害生物对果蔬产量的影响，各类功效型农药在果蔬种植过程中被大量使用。然而，农业生产过程中施用的过量农药会直接或间接残存在果蔬表面，严重影响果蔬的食用品质和消费者的身体健康。啶虫脒是一种新型广谱且具有杀螨活性的杀虫剂，被广泛用于防治果蔬种植过程中蚜虫、飞虱等虫害。目前,专属性强、灵敏度高的啶虫脒检测方法均为检测费用高、周期长、操作复杂的仪器分析方法。鉴于啶虫脒对果蔬食用性的影响，以及现有检测方法的不足，开发一种快速便捷准确检测果蔬中啶虫脒含量的方法具有很重要的现实意义。基于荧光技术和电化学技术的啶虫脒检测法因其检测精度高、速度快，成本低等而备受关注。然而，单一的荧光技术和电化学技术均有各自的优势与缺陷，为避免检测结果出现假阳性或假阴性问题，将荧光技术和电化学技术相结合的双模态检测策略成为了目前快速检测领域的重要研究方向。将荧光技术和电化学技术相结合，构建同时具有荧光特性和电化学特性的双模态纳米探针，可以克服单一技术的局限性，有针对性的自我校正检测结果，提高检测结果的准确性，发挥优势互补作用。现有的基于双模态纳米探针检测啶虫脒的方法具有以下两方面的不足，一是为实现双模态检测构建的纳米探针采用复杂的纳米材料，制作合成过程繁琐；二是需要多种纳米材料相互作用以实现荧光和电化学的双模态检测，各纳米材料间相互影响，探针稳定性差。r>
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于锆基金属有机骨架的果蔬中啶虫脒快速检测方法，可实现果蔬中啶虫脒的电化学/荧光双模态快速、低成本检测。本专利技术中的锆基金属有机骨架同时具有荧光特性和电化学特性，且合成简单，成本低。为实现上述专利技术目的，本专利技术的具体技术方案如下：一种果蔬中啶虫脒双模态快速检测的方法，包括以下步骤：(1)锆基金属有机骨架的制备S1.取四氯化锆和2-氨基对苯二甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中，超声震荡混匀，并加入冰醋酸，继续搅拌得到混合溶液，转移反应釜中，在一定温度条件下进行反应，反应后将产物依次用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇清洗数次，并在真空干燥箱中干燥得到纯化的锆基金属有机骨架；S2.啶虫脒适配体修饰锆基金属有机骨架：将啶虫脒适配体溶液与的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)混合，在常温下搅拌孵化后加入步骤S1中纯化的锆基金属有机骨架，常温下孵化，然后将产物进行离心，得到的固体沉淀即为啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架；(2)电化学信号和荧光信号的获取S1.电极预处理：将金电极用不同粒径的氧化铝粉末在抛光绒布上抛光打磨后在无水乙醇和去离子水中依次超声处理，用氮气吹干；然后置于硫酸溶液中进行循环电位扫描，观察其氧化与还原峰电位，直到其氧化和还原峰完全重合，得到活化金电极；S2.金电极啶虫脒适配体互补链修饰：将啶虫脒适配体互补链溶液滴加在步骤(2)的S1中所述的活化金电极表面，常温下孵化后用去离子水冲洗表面未结合的啶虫脒适配体互补链溶液；然后再滴加牛血清蛋白溶液(BSA)，室温下放置一段时间后用去离子水冲洗电极表面，得到啶虫脒适配体互补链修饰的金电极；S3.脉冲伏安法测定：配制不同浓度的啶虫脒标准样品，分别记为C1,C2,……,Cn-1,Cn，n为正整数；然后在啶虫脒标准样品中加入步骤(1)的S2中得到的啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架，得到混合溶液；将步骤(2)的S2中得到的啶虫脒适配体互补链修饰的金电极插入上述混合溶液中，搅拌富集一段时间，使啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架通过碱基互补配对连接在啶虫脒适配体互补链修饰的金电极上；富集完成后，停止搅拌，使溶液静置一段时间，该过程中啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架附着在啶虫脒适配体互补链修饰的金电极表面，即得到工作电极；S4.电信号获取阶段：对步骤(2)的S3中所述的工作电极进行电位扫描，电位从1.2V扫描到0.5V，得到工作电极的电信号，利用工作电极测量并记录不同浓度啶虫脒标准样品(C1,C2,……,Cn-1,Cn)的电信号强度，记为E1,E2,……,En-1,En，n为正整数；S5.荧光信号获取阶段：每测量一个浓度的啶虫脒标准样品的电信号强度后，取出工作电极用磷酸盐缓冲液冲洗工作电极表面，并收集清洗此浓度的磷酸盐缓冲液，与此浓度的啶虫脒标准样品混合；如此操作后，会得到不同浓度的啶虫脒标准样品与其清洗后磷酸盐缓冲液的混合液，均定容至某一相同体积，然后分别取定容后的溶液放入石英比色皿中，设置荧光光谱仪的激发波长，测量并记录其最佳荧光发射强度，记为F1,F,……,Fn-1,Fn，n为正整数；(3)啶虫脒浓度的快速预测S1.电化学快速检测预测模型：根据步骤(2)的S4中所述的电信号强度E1,E2,……,En-1,En于与不同浓度的啶虫脒标准样品C1,C2,……,Cn-1,Cn建立模型，得到啶虫脒的电化学快速检测预测模型E＝f(X)，其中E为电化学的电流，X为啶虫脒浓度，n为正整数；S2.荧光快速检测预测模型：将步骤(2)的S5中所述的荧光发射强度F1,F,……,Fn-1,Fn与不同浓度的啶虫脒标准样品C1,C2,……,Cn-1,Cn建立模型，得到啶虫脒的荧光快速检测预测模型F＝f(X)，其中F为荧光发射强度，X为啶虫脒浓度，n为正整数；S3.果蔬中啶虫脒浓度的快速预测：取待测果蔬样品剪碎或搅碎后加入样品通用提取液，充分振荡混匀，即为待测液；按照步骤(2)的S4和S5中测定电化学信号和荧光信号的方法分别得到电信号强度和荧光发射强度，将其分别带入电化学快速检测预测模型和荧光快速检测预测模型，得到将电化学法和荧光法得到的啶虫脒快速预测浓度值；将电化学法和荧光法得到的啶虫脒快速预测浓度值，利用SPSS进行组间差异分析；若两组数据间有显著性差异(p<0.05)，则数据弃之；若两组数据间无显著性差异(p>0.05)，则取以上数据的平均值为果蔬中啶虫脒浓度，实现啶虫脒浓度的快速检测。优选的，步骤(1)的S1中所述四氯化锆和2-氨基对苯二甲酸的摩尔比为1:1；所述四氯化锆和2-氨基对苯二甲酸在混合溶液中的浓度均为8mmol·L-1；所述N,N-二甲基甲酰胺和冰醋酸的体积比为4:1；所述超声震荡混匀的时间为5～10分钟；所述反应釜中反应的温度为110～150℃，时间为8～15小时；所述清洗数次为1-4次。优选的，步骤(1)的S2中所述啶虫脒适配体溶液、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和纯化的锆基金属有机骨架用量比为1mL:5mL:5mL：1～2g；所述啶虫脒适配体溶液的浓度为100μmol/L；所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的浓度为0.1mmol/L；所述N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为0.1mmol/L；所述啶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果蔬中啶虫脒双模态快速检测的方法，其特征在于，具体步骤如下：/n(1)锆基金属有机骨架的制备/nS1.取四氯化锆和2-氨基对苯二甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中，超声震荡混匀，并加入冰醋酸，继续搅拌得到混合溶液，转移反应釜中，在一定温度条件下进行反应，反应后将产物依次用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇清洗数次，并在真空干燥箱中干燥得到纯化的锆基金属有机骨架；/nS2.啶虫脒适配体修饰锆基金属有机骨架：将啶虫脒适配体溶液与的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合，在常温下搅拌孵化后加入步骤S1中纯化的锆基金属有机骨架，常温下孵化，然后将产物进行离心，得到的固体沉淀即为啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架；/n(2)电化学信号和荧光信号的获取/nS1.电极预处理：将金电极用不同粒径的氧化铝粉末在抛光绒布上抛光打磨后在无水乙醇和去离子水中依次超声处理，用氮气吹干；然后置于硫酸溶液中进行循环电位扫描，观察其氧化与还原峰电位，直到其氧化和还原峰完全重合，得到活化金电极；/nS2.金电极啶虫脒适配体互补链修饰：将啶虫脒适配体互补链溶液滴加在步骤(2)的S1中所述的活化金电极表面，常温下孵化后用去离子水冲洗表面未结合的啶虫脒适配体互补链溶液；然后再滴加牛血清蛋白溶液，室温下放置一段时间后用去离子水冲洗电极表面，得到啶虫脒适配体互补链修饰的金电极；/nS3.脉冲伏安法测定：配制不同浓度的啶虫脒标准样品，分别记为C...

【技术特征摘要】
1.一种果蔬中啶虫脒双模态快速检测的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)锆基金属有机骨架的制备
S1.取四氯化锆和2-氨基对苯二甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺中，超声震荡混匀，并加入冰醋酸，继续搅拌得到混合溶液，转移反应釜中，在一定温度条件下进行反应，反应后将产物依次用N,N-二甲基甲酰胺和甲醇清洗数次，并在真空干燥箱中干燥得到纯化的锆基金属有机骨架；
S2.啶虫脒适配体修饰锆基金属有机骨架：将啶虫脒适配体溶液与的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合，在常温下搅拌孵化后加入步骤S1中纯化的锆基金属有机骨架，常温下孵化，然后将产物进行离心，得到的固体沉淀即为啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架；
(2)电化学信号和荧光信号的获取
S1.电极预处理：将金电极用不同粒径的氧化铝粉末在抛光绒布上抛光打磨后在无水乙醇和去离子水中依次超声处理，用氮气吹干；然后置于硫酸溶液中进行循环电位扫描，观察其氧化与还原峰电位，直到其氧化和还原峰完全重合，得到活化金电极；
S2.金电极啶虫脒适配体互补链修饰：将啶虫脒适配体互补链溶液滴加在步骤(2)的S1中所述的活化金电极表面，常温下孵化后用去离子水冲洗表面未结合的啶虫脒适配体互补链溶液；然后再滴加牛血清蛋白溶液，室温下放置一段时间后用去离子水冲洗电极表面，得到啶虫脒适配体互补链修饰的金电极；
S3.脉冲伏安法测定：配制不同浓度的啶虫脒标准样品，分别记为C1,C2,……,Cn-1,Cn，n为正整数；然后在啶虫脒标准样品中加入步骤(1)的S2中得到的啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架，得到混合溶液；将步骤(2)的S2中得到的啶虫脒适配体互补链修饰的金电极插入上述混合溶液中，搅拌富集一段时间，使啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架通过碱基互补配对连接在啶虫脒适配体互补链修饰的金电极上；富集完成后，停止搅拌，使溶液静置一段时间，该过程中啶虫脒适配体修饰的锆基金属有机骨架附着在啶虫脒适配体互补链修饰的金电极表面，即得到工作电极；
S4.电信号获取阶段：对步骤(2)的S3中所述的工作电极进行电位扫描，电位从1.2V扫描到0.5V，得到工作电极的电信号，利用工作电极测量并记录不同浓度啶虫脒标准样品的电信号强度，记为E1,E2,……,En-1,En，n为正整数；
S5.荧光信号获取阶段：每测量一个浓度的啶虫脒标准样品的电信号强度后，取出工作电极用磷酸盐缓冲液冲洗工作电极表面，并收集清洗此浓度的磷酸盐缓冲液，与此浓度的啶虫脒标准样品混合；如此操作后，会得到不同浓度的啶虫脒标准样品与其清洗后磷酸盐缓冲液的混合液，均定容至某一相同体积，然后分别取定容后的溶液放入石英比色皿中，设置荧光光谱仪的激发波长，测量并记录其最佳荧光发射强度，记为F1,F,……,Fn-1,Fn，n为正整数；
(3)啶虫脒浓度的快速检测
S1.电化学快速检测预测模型：根据步骤(2)的S4中所述的电信号强度E1,E2,……,En-1,En于与不同浓度的啶虫脒标准样品C1,C2,……,Cn-1,Cn建立模型，得到啶虫脒的电化学快速检测预测模型E＝f(X)，其中E为电化学的电流，X为啶虫脒浓度，n为正整数；
S2.荧光快速检测预测模型：将步骤(2)的S5中所述的荧光发射强度F1,F,……,Fn-1,Fn与不同浓度的啶虫脒标准样品C1,C2,……,Cn-1,Cn建立模型，得到啶虫脒的荧光快速检测预测模型F＝f(X)，其中F为荧光发射强度，X为啶虫脒浓度，n为正整数；
S3.果蔬中啶虫脒浓度的快速预测：取待测果蔬样品剪碎或搅碎后加入样品通用提取液，充分振荡混匀，即为待测液；按照步骤(2)的S4和S5中测定电化学信号和荧光信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文亭，石吉勇，邹小波，申婷婷，张长才，杨志坤，李家珩，孙晓霞，张俊俊，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32