基于智能响应表面的有机磷农药检测器及其检测有机磷农药的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于智能响应表面的有机磷农药检测器及其检测有机磷农药的方法，属于有机磷农药检测技术领域。本发明专利技术基于智能响应表面的有机磷农药检测器是将玻璃基底浸入CoCl2·

【技术实现步骤摘要】
基于智能响应表面的有机磷农药检测器及其检测有机磷农药的方法


[0001]本专利技术属于有机磷农药检测
，具体涉及一种基于智能响应表面的有机磷农药检测器及其检测有机磷农药的方法。

技术介绍

[0002]近年来随着我国农药产业规模的不断扩大，技术的不断升级，农药开发开始向高效、低毒、低残留、高生物活性和高选择性的方向发展。我国农业的生产规模也在不断扩大，但也随之产生了一些病虫害相关的问题，为了确保粮食安全，粮食从种植、生产到储藏各个阶段都要使用农药防治虫害，有机磷农药作为一类高效、广谱、易于被降解的杀虫剂正被广泛地用于粮食生产与储藏过程中，是化学防治最常用的选择。这也使得有农药的使用量日益增长，再从而导致农药的使用始终渗透在农业生产中，致使粮食中的农药残留一直影响着消费者的食用安全。
[0003]目前对于有机磷农药的检测主要有气相色谱/质谱联用技术(GC/MS)和高效液相色谱(HPLC)技术，尽管能比较准确地检测农药的残留量，但这些方法操作繁琐，样品常要进行预处理，且分析所需仪器大都昂贵笨重，须由专业人员操作，不能满足现场快速检测的需要。因此，建立快速、可靠、灵敏和实用的有机磷农药检测的分析器件和方法，对于环境保护和食品安全等具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的之一在于提供一种基于智能响应表面的有机磷农药检测器的制备方法，具体步骤如下：
[0005](1)将玻璃基底浸入CoCl2·
6H2O和(NH2)2CO的混合水溶液中，温度为55
‑
65℃的条件下进行水热反应，干燥后获得超亲水表面；
[0006](2)每4
‑
6cm2的亲水表面上滴100μL响应分子溶液，在室温下干燥；
[0007](3)将步骤(2)获得的修饰后的亲水表面，浸入全氟辛基三乙氧基硅烷溶液中30
‑
40min，干燥，获得疏水表面；即得基于智能响应表面的有机磷农药检测器；
[0008]所述响应分子溶液为乙酰胆碱酯酶磷酸缓冲盐溶液或丁酰胆碱酯酶磷酸缓冲盐溶液，浓度为1U
·
mL
‑1。丁酰胆碱酯酶和乙酰胆碱酯酶性质相似，取代基团不同，都可以与有机磷农药响应，与不同有机磷农药响应强度不同，可以通过调整响应分子种类，构建不同的检测阵列。
[0009]所述CoCl2·
6H2O和(NH2)2CO的混合水溶液中CoCl2·
6H2O浓度为0.20
‑
0.50g L
‑1，(NH2)2CO的浓度为150
‑
250g L
‑1。
[0010]所述步骤(1)中，水热反应的时间为22
‑
26h；所采用的玻璃基底可以是任何类型的玻璃类材质。
[0011]所述步骤(3)中，全氟辛基三乙氧基硅烷溶液为全氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES，
CAS号：51851
‑
37
‑
7)的乙醇水溶液，其中乙醇和水的体积比为1:1，PFOTES的体积百分数为1％。
[0012]本专利技术的目的之二在于提供上述方法制备的基于智能响应表面的有机磷农药检测器。
[0013]本专利技术的目的之三在于提供上述基于智能响应表面的有机磷农药检测器在有机磷农药检测中的应用。其中，所述有机磷农药可为丙溴磷、敌敌畏、杀螟硫磷、毒死蜱、马拉硫磷、甲基对硫磷、草甘膦、毒死蜱、灭多威、倍硫磷中的一种或几种，已知但不局限于这些有机磷农药分子。
[0014]本专利技术的目的之四在于提供一种检测检测有机磷农药的方法，具体是将已知不同类型不同浓度的有机磷农药或已知不同浓度不同类型有机磷农药的混合物滴加到上述基于智能响应表面的有机磷农药检测器表面，检测有机磷农药在基于智能响应表面的有机磷农药检测器表面接触角的变化范围，构建基于有机磷农药的智能响应表面接触角变化范围数据库；
[0015]将待测样品滴加到上述基于智能响应表面的有机磷农药检测器表面，检测待测样品在基于智能响应表面的有机磷农药检测器表面接触角的变化范围，对照构建的基于有机磷农药的智能响应表面接触角变化范围数据库，获得待测样品中有机磷农药的类型及浓度；
[0016]其中，检测的温度为20
‑
40℃，检测时间为20
‑
60min；所述有机磷农药可为丙溴磷、敌敌畏、杀螟硫磷、毒死蜱、马拉硫磷、甲基对硫磷、草甘膦、毒死蜱、灭多威、倍硫磷中的一种或几种，已知但不局限于这些有机磷农药分子。
[0017]本专利技术技术方案的优点
[0018]传统有机磷农药检测方法往往借助于电化学、质谱、色谱等大型实验室仪器，需要专业的操作人员和相对较长的检测过程，无法进行现场检测。后期发展了比色法，但是颜色变化的观察往往需要借助光学激发仪器，且对于光线暗淡环境、对颜色显示有干扰的样品无法做到精确测试，一些色弱人士也无法使用相关检测方法。本专利技术借助于肉眼可观察的接触角的变化指示有机磷农药的种类和浓度，借助于手机软件便可精确测量角度的变化，不需要大型仪器，不受环境光线和颜色的干扰。
[0019]本专利技术在玻璃基底上制备了超亲水表面，引入乙酰胆碱酯酶或丁酰胆碱酯酶进行修饰，获得疏水表面，然后通过接触角的变化可以实现对不同有机磷农药的检测。通过调整响应分子的种类和浓度(乙酰胆碱酯酶，丁酰胆碱酯酶)，构建基于有机磷农药检测的阵列，通过对不同浓度、不同种类的有机磷农药以及混合有机磷农药样品的实验室检测，建立完备的基于有机磷农药的智能响应表面接触角变化范围数据库，现场检测时可通过与数据库的比对，确定有机磷农药的种类和残留量。
[0020]本专利技术基于智能响应表面的有机磷农药检测器可用于现场检测有机磷农药，方便携带，它可应用于蔬菜水果粮食上的有机磷农药残留检测。
附图说明
[0021]图1是本专利技术制备的亲水表面的扫描电镜图及接触角；
[0022]图2是本专利技术制备的疏水表面的扫描电镜图及接触角；
[0023]图3是本专利技术制备的疏水表面的图片；
[0024]图4不同浓度梯度的敌敌畏溶液接触角变化；
[0025]图5不同浓度梯度的马拉硫磷溶液接触角变化；
[0026]图6不同浓度梯度的草甘膦溶液接触角变化；
[0027]图7不同浓度梯度的毒死蜱溶液接触角变化；
[0028]图8不同浓度梯度的甲基对硫磷溶液接触角变化；
[0029]图9不同浓度梯度的丙溴磷溶液接触角变化；
[0030]图10不同浓度梯度的灭多威溶液接触角变化；
[0031]图11不同浓度梯度的杀螟硫磷溶液接触角变化；
[0032]图12 20℃条件下9种相同浓度的有机磷农药接触角变化柱状图；
[0033]图13 30℃条件下9种相同浓度的有机磷农药接触角变化柱状图。
具体实施方式
[0034]在本专利技术中所使用的术语，除非有另外说明，一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于智能响应表面的有机磷农药检测器的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)将玻璃基底浸入CoCl2·
6H2O和(NH2)2CO的混合水溶液中，温度为55
‑
65℃的条件下进行水热反应，干燥后获得超亲水表面；(2)每4
‑
6cm2的亲水表面上滴100μL响应分子溶液，在室温下干燥；(3)将步骤(2)获得的修饰后的亲水表面，浸入全氟辛基三乙氧基硅烷溶液中30
‑
40min，干燥，获得疏水表面；即得基于智能响应表面的有机磷农药检测器；所述响应分子溶液为乙酰胆碱酯酶磷酸缓冲盐溶液或丁酰胆碱酯酶磷酸缓冲盐溶液，浓度为1U
·
mL
‑1。2.根据权利要求1所述基于智能响应表面的有机磷农药检测器的制备方法，其特征在于，所述CoCl2·
6H2O和(NH2)2CO的混合水溶液中CoCl2·
6H2O浓度为0.20
‑
0.50g L
‑1，(NH2)2CO的浓度为150
‑
250g L
‑1。3.根据权利要求1所述基于智能响应表面的有机磷农药检测器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水热反应的时间为22
‑
26h。4.根据权利要求1所述基于智能响应表面的有机磷农药检测器的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，全氟辛基三乙氧基硅烷溶液为全氟辛基三乙氧基硅烷的乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏雪琴，李伟娜，张凯禹，朱康伟，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：