一种基于智能手机快速检测草甘膦的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于智能手机快速检测草甘膦的方法，本方法基于草甘膦特异性地抑制庚酸包覆四氧化三铁（Fe3O4@C7）拟过氧化物酶模拟催化活性，通过区分所建立的纳米酶颜色强度的变化，实现草甘膦的可视化检测，具体涉及Fe3O4@C7纳米酶催化氧化2,2'

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机快速检测草甘膦的方法


[0001]本专利技术涉及化学分析检测
，具体为一种基于智能手机快速检测草甘膦的方法。

技术介绍

[0002]草甘膦(glyphosate)， 又称镇草宁、农达、草干膦、膦甘酸，化学名称为Ｎ
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（磷酸甲基） 甘氨酸，由美国孟山都公司开发，是一种内吸传导型广谱灭生性除草剂。草甘膦可以除去一年生或多年生恶性杂草，因具有髙效、低毒、廉价等特点而广泛应用于很多领域，尤其是农业领域，现已成为全球生产和使用量最大的除草剂。我国颁布的《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》（GB2763
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2019）中规定茶叶中草甘膦最大残留限量为1mg/kg。草甘隣属氨基酸类除草剂，具有强极性，不溶于一般有机溶剂，缺少发色和荧光基团，与植物中的有机物有很强结合能力，使其直接分析难度较大。目前草甘膦检测方法包括液相色谱
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质谱法、离子色谱法，方法检测复杂，时间长，需要大型仪器设备及专业人员。
[0003]纳米酶是一类既有纳米材料的独特性能，又有催化功能的模拟酶，纳米酶作为一类新型的模拟酶，它具有许多其他传统模拟酶所无法企及的优点，人们可以根据纳米材料模拟酶的特性进行研究并加以利用，让纳米酶具有更大的应用前景；Fe3O4纳米材料是最早发现的模拟纳米酶，通过修饰得到的Fe3O4模拟纳米酶具有更高的酶活及应用。
[0004]数字图像比色法(Digital Image Colorimetry，DIC)作为一种新型的比色分析方法，主要是通过使用智能手机对检测区拍照，然后对图像中的检测区域通过颜色模型转化为待测物的颜色值，从而实现目标物的定量检测。基于RGB（其中R代表红色，G代表绿色，B代表蓝色）检测方法是以生成有色化合物的显色反应为基础，通过比较或测量生成的有色物质溶液颜色RGB值来确定待测组分含量的方法，具有快速、准确、简便和稳定等特点，可以在现场快速定性定量检测中发挥重要作用。

技术实现思路

[0005]针对草甘隣检测现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于智能手机快速检测草甘膦的方法，本方法基于草甘膦特异性地抑制庚酸包覆四氧化三铁（Fe3O4@C7）拟过氧化物酶模拟催化活性，通过区分所建立的纳米酶颜色强度的变化，实现草甘膦的可视化检测，具体涉及Fe3O4@C7纳米酶催化氧化2,2'
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联氮双(3
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乙基苯并噻唑啉
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磺酸)二铵盐（ABTS），在H2O2存在下，产生蓝绿色，草甘膦存在抑制了酶的催化氧化反应，颜色随草甘膦浓度增加而变浅，用智能手机拍照得到图像，通过测量生成的有色物质溶液颜色RGB值确定草甘膦含量，由此建立了草甘膦检测新方法，检出限为0.1mg/kg，反应仅在10分钟以内完成，体系稳定性超过30分钟，其他农药存在不干扰此反应，检测方法具有特异性；将本方法应用于样品中草甘膦的检测分析，结果与相关国家标准测定方法相符；方法具有操作简单、灵敏度高、快速等特点。
[0006]本专利技术建立快速检测草甘膦的方法如下：
（1）草甘膦工作曲线制作在5mL具塞比色管中加入50~100
µ
L Fe3O4@C7纳米粒子、浓度范围在10~100mg/L草甘膦标准溶液、10mM ABTS，40 mM H2O2，用pH 2.0醋酸
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醋酸钠缓冲液稀释至4mL，于室温下放置5
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10 min，用磁铁分离Fe3O4@C7纳米粒子，溶液倒入1 cm比色皿中，将其放置在自制的智能手机可见光光谱分析装置内，拍照采集图片，利用图像处理软件Adobe photoshop CC 2015.5处理，读取手机拍摄图像的RGB值，将其转化为灰度值Gr，建立灰度值与草甘膦浓度的定量关系，绘制标准曲线，得到回归方程；（2）样品测定草甘膦的提取准确的称取试样1.00 g（精确至0.01 g）置于50 mL具塞聚乙烯离心管中，加入1 M的 NaOH 1 mL和去离子水30 mL，超声处理15
ꢀ‑ꢀ
30min，8000 rpm离心5 min，上清液移于另一离心管中，即得黄色提取液，待净化。
[0007]净化该净化过程经两位次沉淀处理，具体步骤为：取上述提取液2 mL，加入0.33 M硝酸铝300 μL，混合均匀，加入1 M的 NaOH 300 μL，溶液变浑浊并有沉淀生成，涡旋30
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60秒，4000 rpm离心5 min之后，下层为黄色沉淀物质，上层溶液澄清透明，将上清液移于另一离心管中；加入去离子水1 mL至黄色沉淀中，并加入1 M的HCl 300 μL，涡旋30
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60秒至沉淀溶解，再加入1 M的 NaOH 300 μL，涡旋30
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60秒，4000 rpm离心5 min之后，下层为黄色沉淀物质，上层溶液澄清透明，取上清液与第一次处理上清液合并，为样品净化液。
[0008]样品中草甘膦测定在5mL具塞比色管中加入50~100
µ
L Fe3O4@C7纳米粒子、样品净化液、10mM ABTS，40 mM H2O2，用pH 2.0醋酸
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醋酸钠缓冲液稀释至4mL，于室温下放置5
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10 min，用磁铁分离Fe3O4@C7纳米粒子，溶液倒入1 cm比色皿中，将其放置在自制的智能手机可见光光谱分析装置内，拍照采集图片，利用图像处理软件Image J读取手机拍摄图像的RGB值，将其转化为灰度值Gr，代入步骤（1）回归方程，计算样品草甘膦含量。
[0009]Fe3O4@C7制备方法包括以下步骤：称取2.05 g硫酸亚铁铵和1.41 g三氯化铁溶于50 mL去离子水中，将混合液转移至250 mL三口烧瓶中，氮气保护下机械搅拌并水浴加热，当反应液加热至80℃时，加入5 mL含有100 mg庚酸的乙腈溶液。混合液剧烈搅拌5 min后，加入5 mL氨水（w/v，28%），接着再缓慢加入1g庚酸。最后，反应液在80 ℃搅拌30 min后，冷却至室温。所得悬浮液经甲醇沉淀后用钕铁硼（Nd
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Fe
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B）强磁性磁铁收集，并用去离子水/甲醇洗涤4
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6遍以除去过量的庚酸，最后将制得的庚酸包覆的Fe3O4置于60 ℃真空干燥12 h。
[0010]灰度值通过以下公式进行转换：Gr=0.299 R+0.587 G+0.114 B。
[0011]自制的智能手机可见光光谱分析装置为一纸盒或木盒，其内部用白纸做内衬，底部有一比色皿固定槽，正面尺寸与手机大小一致，拍照时开启闪光灯模式作为光源，摄像头对准比色皿溶液进行拍照。
[0012]检测样品包括茶叶、烟草、土壤、环境水样。
[0013]本专利技术的优点在于：
1、本专利技术利用庚酸包覆四氧化三铁（Fe3O4@C7）拟过氧化物酶模拟催化活性，在H2O2存在下，催化氧化2,2'
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联氮双(3
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乙基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能手机快速检测草甘膦的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）草甘膦工作曲线制作在5mL具塞比色管中加入50~100
µ
L Fe3O4@C7纳米粒子、浓度范围在10~100mg/L草甘膦标准溶液、10mM ABTS，40 mM H2O2，用pH 2.0醋酸
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醋酸钠缓冲液稀释至4mL，于室温下放置5
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10 min，用磁铁分离Fe3O4@C7纳米粒子，溶液倒入1 cm比色皿中，将其放置在自制的智能手机可见光光谱分析装置内，拍照采集图片，利用图像处理软件Adobe photoshop CC 2015.5处理，读取手机拍摄图像的RGB值，将其转化为灰度值Gr，建立灰度值与草甘膦浓度的定量关系，绘制标准曲线，得到回归方程；（2）样品测定草甘膦的提取准确的称取试样1.00 g（精确至0.01 g）置于50 mL具塞聚乙烯离心管中，加入1 M的 NaOH 1 mL和去离子水30 mL，超声处理15
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30min，8000 rpm离心5 min，上清液移于另一离心管中，即得黄色提取液，待净化；净化该净化过程经两位次沉淀处理，具体步骤为：取上述提取液2 mL，加入0.33 M硝酸铝300 μL，混合均匀，加入1 M的 NaOH 300 μL，溶液变浑浊并有色沉淀生成，涡旋30
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60秒，4000 rpm离心5 min之后，下层为有色沉淀物质，上层溶液澄清透明，将上清液移于另一离心管中；加入去离子水1 mL至沉淀中，并加入1 M的HCl 300 μL，涡旋30
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60秒至沉淀溶解，再加入1 M的 NaOH 300 μL，涡旋30
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60秒，4000 rpm离心5 min之后，下层为沉淀物质，上层溶液澄清透明，取上清液与第一次处理上清液合并，为样品净化液；样品中草甘膦测定在5mL具塞比色管中加入50~100
µ
L Fe3O...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋兰，尹孟佳，杨德志，杨亚玲，
申请(专利权)人：云南伦扬科技有限公司，
类型：发明
国别省市：