一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器及其检测方法技术

本发明专利技术涉及有机磷农药检测技术领域，具体涉及一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器及其检测方法。本发明专利技术通过对金属盐溶液修饰羧基化的玻片表面附有一层均匀的液晶微滴，使得液晶微滴传感器不仅结构更加简单，而且能够克服体系中水相不够稳定的缺点；并通过以金属离子为探针的液晶微滴传感器检测有机磷农药残留，基于有机磷农药分子的磷氧键与液晶分子的氰基竞争性结合金属离子，规避生物大分子稳定性差的缺点，实现了简单快速，高效检测有机磷农药的目的，且确保了液晶微滴传感器对有机磷农药检测的特异性与抗干扰性。磷农药检测的特异性与抗干扰性。

【技术实现步骤摘要】
一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器及其检测方法


[0001]本专利技术涉及有机磷农药检测
，具体涉及一种实时检测有机磷农药残留的液晶微滴传感器及其检测方法。

技术介绍

[0002]有机磷农药广泛用于农林牧业生产领域，尤其在除草剂与杀虫剂品类中具有成本低，效率高的突出特点，因此应用范围极为广泛。另外，有机磷农药还具有快速、广谱等特点，也正是因此，其一直在农药中占有重要的位置，对世界农业的发展起了举足轻重的作用。但随着它的不断使用，也暴露出了很多问题，如高残留、毒性强等，尤其在环保意识日益增强的今天，其暴露的问题引起了人们的高度重视。
[0003]利用精密的大型仪器如质谱或色谱等检测有机磷农药残留，是目前主要的定量检测方法。其中包括气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法、酶抑制法和酶联免疫吸附法等。但这些方法都需要使用大型仪器，无法实现现场或实时检测。基于此需要，近年来也出现了很多新兴有机磷快速检测技术，主要包括：电化学生物传感器、荧光化学生物传感器、比色化学生物传感器等。电化学生物传感器在制备过程中需要将生物大分子固定在电极上从而实现检测，因此存在生物大分子稳定性差的问题；荧光化学生物传感器需要基于特定的有机磷分子并在特定波长的激发光照射下才能实现检测，导致其只能针对特定反应物才能实现检测；比色化学生物传感器主要是基于具有SPR性质的贵金属纳米材料和纳米酶构建，需要额外合成纳米材料。因此目前能够应用于快速检测有机磷农药残留的方法均存在很多局限性。
[0004]液晶是一种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体，在光学性质上具有明显的各向异性，利用偏光显微镜能直接观察到液晶分子的不同排列状态。目前已有研究人员将液晶应用于有机磷农药检测方面，但已有研究都是通过生物大分子作为敏感分子，而生物大分子有着保存条件苛刻的缺点，因此也难以实现大规模应用。此外，目前基于生物大分子的用于检测有机磷农药的传感器主要分为两种，包括液晶池传感器和液晶
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水相传感器。液晶池传感器是两片玻片及中间填充满液晶的“夹心三明治”结构构建的传感器。其两端用燕尾夹固定，因而存在由于结构没有固定好导致液晶填充不充分的问题，从而导致不能显现检测结果。液晶
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水相传感器需要在玻片表面构造水相
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液晶界面，通过界面上液晶分子的状态判断被检测物的有无，由于水相的波动性较大且在空气中会缓慢挥发，容易导致检测结果不稳定。

技术实现思路

[0005]基于以上研究现状，本专利技术提供一种液晶微滴传感器用于检测有机磷农药残留，主要基于有机磷农药分子的磷氧键与液晶分子的氰基存在竞争性结合金属离子这一原理，开发一种更为简便的检测方法，以避免液晶池传感器和液晶
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水相传感器检测结果不稳定、受环境影响大的问题，从而为进一步发展有机磷农药残留检测方法提供新的思路。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器，所述液晶微滴传感器包括载体以及覆盖所述载体表面的液晶微滴；所述载体为高氯酸金属盐和有机磷农药固定的玻片；所述液晶微滴直径不大于40μm。
[0008]上述技术方案中，进一步地，所述高氯酸金属盐为Al(ClO4)3或Fe(ClO4)3；所述液晶为5CB、8CB、E7中的一种。
[0009]上述技术方案中，进一步地，所述液晶微滴直径为8～13μm；高氯酸金属盐的浓度为2mM
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20mM，优选3mM
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10mM。
[0010]本专利技术提供了前述实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器的检测方法，包括以下步骤：
[0011]1)玻片的清洗
[0012]采用表面活性剂溶液浸泡玻片，冲洗烘干；
[0013]2)玻片的修饰
[0014]玻片羧基化修饰；
[0015]3)将高氯酸金属盐固定于玻片表面
[0016]将高氯酸金属盐乙醇溶液滴加于经步骤2)处理后的玻片表面中心，将高氯酸金属盐乙醇溶液旋涂于玻片表面，烘干备用；
[0017]4)有机磷农药与高氯酸金属盐的配位反应
[0018]将有机磷农药水溶液滴加于经步骤3)所得的高氯酸金属盐修饰的玻片表面，室温下防尘放置至液滴中水分完全挥发；
[0019]5)玻片表面液晶微滴的构建
[0020]将液晶的乙醇溶液滴加于经步骤4)所得的玻片表面中心，将液晶的乙醇溶液旋涂于玻片表面，采用偏振光显微镜观察玻片表面的光学图像。
[0021]上述技术方案中，进一步地，所述步骤1)中所用表面活性剂为体积分数为1％
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10％的Decon
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90，浸泡时间为4h
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12h，浸泡结束后，再用去离子水冲洗干净，氮气吹干，并在60℃
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100℃的烘箱中烘干备用。
[0022]上述技术方案中，进一步地，所述步骤2)中玻片的羧基化修饰为将步骤1)所得的玻片置于体积分数为0.1％
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1％的TESPSA水溶液中水浴浸泡6
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10h，浸泡温度为60℃
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90℃，用去离子水冲洗后，并在60℃
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100℃的烘箱中烘干备用。
[0023]上述技术方案中，进一步地，所述步骤3)中旋涂参数为2000rpm
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8000rpm，旋涂时间为0.5min
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2min，高氯酸金属盐乙醇溶液的旋涂体积为25μL
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100μL。
[0024]上述技术方案中，进一步地，所述步骤4)中有机磷农药水溶液的浓度为0.25μg/mL
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50μg/mL，滴加体积为0.2μL
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2μL。
[0025]上述技术方案中，进一步地，所述步骤5)中液晶的乙醇溶液体积分数为1％
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20％，旋涂参数为2000rpm
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8000rpm，旋涂时间为0.5min
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2min，旋涂体积为5μL
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50μL。
[0026]本专利技术还提供了前述液晶微滴传感器在有机磷农药检测中的应用。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术通过在金属盐溶液修饰的羧基化玻片表面附上一层均匀的液晶微滴构建生物传感器，避免了液晶池法因液晶填充不充分从而导致检测结果存在误差的问题，使得
液晶微滴传感器不仅结构更加简单，而且通过有机磷农药中的水分蒸发后再滴加液晶，克服了体系中水相不够稳定的缺点，检测准确度高；同时，本方法通过以金属离子为探针构建液晶微滴传感器检测有机磷农药残留，是基于有机磷农药分子的磷氧键与液晶分子的氰基竞争结合金属离子的原理，避免了使用生物大分子作为探针而导致的稳定性差的缺点，实现了简单、快速、高效检测有机磷农药的目的。在此基础上，本方法又优选了金属离子的种类与浓度，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器，其特征在于，所述液晶微滴传感器包括载体以及覆盖所述载体表面的液晶微滴；所述载体为高氯酸金属盐和有机磷农药固定的玻片；所述液晶微滴直径不大于40μm。2.根据权利要求1所述的一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器，其特征在于，所述高氯酸金属盐为Al(ClO4)3或Fe(ClO4)3；所述液晶为5CB、8CB、E7中的一种。3.根据权利要求1所述的一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器，其特征在于，所述液晶微滴直径为8～13μm；高氯酸金属盐的浓度为2mM
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20mM，优选3mM
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10mM。4.一种权利要求1
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3中任一项所述的实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)玻片的清洗采用表面活性剂溶液浸泡玻片，冲洗烘干；2)玻片的修饰玻片羧基化修饰；3)将高氯酸金属盐固定于玻片表面将高氯酸金属盐乙醇溶液滴加于经步骤2)处理后的玻片表面中心，将高氯酸金属盐乙醇溶液旋涂于玻片表面，烘干备用；4)有机磷农药与高氯酸金属盐的配位反应将有机磷农药水溶液滴加于经步骤3)所得的高氯酸金属盐修饰的玻片表面，室温下防尘放置至液滴中水分完全挥发；5)玻片表面液晶微滴的构建将液晶的乙醇溶液滴加于经步骤4)所得的玻片表面中心，将液晶的乙醇溶液旋涂于玻片表面，采用偏振光显微镜观察玻片表面的光学图像。5.根据权利要求4所述的一种实时检测有机磷农药的液晶微滴传感器的检测方法，其特征在于，所述步骤1)中所用表面活性剂为体积分数为1％
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10％的Decon
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90，浸泡时间为4h
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12h，浸泡结束后，再用去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛长颖，刘文慧，王家蒙，黄璞，孙冰冰，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：