一种基于比率型荧光试纸片检测草甘膦的方法技术

本发明专利技术公开一种基于比率型荧光试纸片检测草甘膦的方法，所述试纸片包括纸基材料、荧光环形贴纸及探针材料，其中，所述荧光环形贴纸设置于所述纸基材料上作为环形参比区域，形成的中心圆形区域即为中央样品区，所述中央样品区预先滴加NH2‑

【技术实现步骤摘要】
一种基于比率型荧光试纸片检测草甘膦的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于比率型荧光试纸片检测草甘膦的方法，属于分析检测


技术介绍

[0002]草甘膦是美国孟山都公司在上世纪80年代开发研制的一种有机磷除草剂，以其在植物体内优秀的内吸传导性而被广泛用于农业中的杂草防除环节。从1990年代初至今，草甘膦的使用量增加了500％以上，且每年的草甘膦施用面积相当于总耕地面积的30％～40％。虽然一部分环境中的草甘膦通过生物或光途径降解，但仍有一部分草甘膦及其代谢物残留，进而在食物链富集。尽管关于草甘膦的毒性仍然存在争议，但社会日益关注的环境和食品安全问题引起了对草甘膦残留分析的需求。且由于农产品的保质期短，为满足食品中草甘膦的现场检测，其分析程序应是省时的，而分析装置应是易于获得且便携的，且同时需要满足在复杂环境中可靠的分析精确度。
[0003]比率型传感器是一种通过内置自校准参比从而减少来自环境和设备误差的分析工具，近年来逐渐被开发用于复杂多变场景中对目标物的快速检测。根据不同的输出信号模式，比率传感器可分为四大类：温度传感器、电化学传感器、比色传感器和荧光传感器。其中，基于荧光的分析方法具有周转时间短、预处理简单等优点，其较比色传感器在视觉检测中具有更高的灵敏度。这些传感器通过比率检测策略在复杂环境中表现出稳定的分析性能，但在信号输出时仍需要专业的仪器设备进行辅助，开发便携的基于比率型荧光传感策略的分析装置有利于实现对分析物更为精准而便捷的现场检测。
[0004]近年来，荧光纸基分析装置(paper
‑
based analytical device，PAD)因其无需依赖专业荧光光谱仪的可视化性能以及易于获取、制造和携带等优势而已被广泛用于环境和食品安全的现场检测。然而，PAD通常依靠成像来获取信号，对角度和光线依赖性容易引起误差，进而降低了其分析的准确性，在实际应用中存在不确定性。因此将比率型传感的策略应用于PAD在现场检测和分析方面具有巨大潜力。传统的比率型荧光传感器通过合成双发射探针材料来实现比率型传感策略，这要求双发射的探针之间出峰位置互不干扰，从而增加了材料合成时的设计难度。且由于肉眼无法准确区分目标物与参比的荧光信号，这种基于双发射探针材料的PAD无法用于快速视觉检测。如何实现目标物与参比的分区域信号输出，对构建兼有快速视觉检测和高精度比率分析功能的PAD尤为重要。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术以玻璃纤维膜作为纸基材料，将带有荧光的环形贴纸粘贴其上，并在中央样品区预先滴加NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
作为探针材料，构建了一个比率型荧光试纸片，提供了一种可同时通过比色卡视觉快速半定量检测或拍照成像利用灰度值作比定量分析草甘膦的方法。通过该法对水及食品样品中的草甘膦进行检测，速度快、操作方便高，具有实际应用前景。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种荧光传感器快速检测草甘膦的方法，包括如下过程：
[0007](1)荧光MOF材料NH2‑
Bi
‑
MOF分散在水中并调节pH为弱酸性或中性，加入Cu
2+
得到NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
传感体系；
[0008](2)将一定浓度的草甘膦标准样品加入传感体系中，以加入标准样品前后荧光强度的比值作为信号输出，并与草甘膦浓度进行线性关联，获得定量检测模型；
[0009](3)待测样品加入传感体系中，以加入待测样品前后荧光强度的比值作为信号输出，对照所述定量检测模型，即得对应的草甘膦浓度。
[0010]在本专利技术的一种实施方式中，通过水热法合成荧光MOF材料NH2‑
Bi
‑
MOF。
[0011]在本专利技术的一种实施方式中，传感体系中NH2‑
Bi
‑
MOF浓度为0.025
‑
0.5g L
‑1，优选为0.25g L
‑1。
[0012]在本专利技术的一种实施方式中，传感体系中Cu
2+
浓度为80
‑
100μmol L
‑1，优选为90μmol L
‑1。本专利技术选择Cu
2+
作为猝灭剂，与NH2‑
Bi
‑
MOF结合形成传感体系，是因为Cu
2+
可以与NH2‑
Bi
‑
MOF表面的氨基基团发生Lewis酸碱反应从而猝灭后者的荧光信号，而猝灭剂的添加量会直接影响该方法的灵敏度以及线性范围。
[0013]在本专利技术的一种实施方式中，传感体系的pH为5.0
‑
7.0，优选为6.0。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，将滴加样品0
‑
5min后传感体系的荧光强度作为信号输出，优选为滴加样品1min后体系的荧光强度作为信号输出。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，所述荧光传感器快速检测草甘膦的方法中，草甘膦的检出限为0.05μmol L
‑1。
[0016]本专利技术的第二个目的是提供一种荧光传感器快速检测草甘膦的传感体系，所述传感体系为NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
传感体系，由荧光MOF材料NH2‑
Bi
‑
MOF分散在水中并调节pH为弱酸性或中性，再加入Cu
2+
得到。
[0017]本专利技术的第三个目的是提供一种比率型荧光试纸片，所述试纸片包括纸基材料、荧光环形贴纸及探针材料，其中，所述荧光环形贴纸设置于所述纸基材料上作为环形参比区域，形成的中心圆形区域即为中央样品区，即为样品区域，所述中央样品区预先滴加NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
作为探针材料，干燥后形成具有NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
反应体系的比率型荧光试纸片。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，所述试纸片制备包括如下过程：
[0019](1)玻璃纤维膜等纸基材料裁剪得到正方形试纸片，粘性荧光卷纸打孔得到荧光环形贴纸，将荧光环形贴纸置于玻璃纤维膜试纸上方进行组装；
[0020](2)通过水热反应合成荧光MOF材料NH2‑
Bi
‑
MOF，并预先加入Cu
2+
得到NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
反应体系，将该体系滴加到试纸片样品区域，干燥后得到比率型荧光试纸片。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，所述纸基材料包括玻璃纤维膜、Whatman No.1纸滤、醋酸纤维膜其中任意一种，优选为玻璃纤维膜。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，所述荧光环形贴纸黏贴于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光传感器快速检测草甘膦的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)荧光MOF材料NH2‑
Bi
‑
MOF分散在水中并调节pH为弱酸性或中性，加入Cu
2+
得到NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
传感体系；(2)将一定浓度梯度的草甘膦标准样品加入传感体系中，以加入标准样品前后荧光强度的比值作为信号输出，并与草甘膦浓度进行线性关联，获得定量检测模型；(3)待测样品加入传感体系中，以加入待测样品前后荧光强度的比值作为信号输出，对照所述定量检测模型，即得对应的草甘膦浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感体系中NH2‑
Bi
‑
MOF浓度为0.025
‑
0.5g L
‑1，所述传感体系中Cu
2+
浓度为80
‑
100μmol L
‑1，所述传感体系的pH为5.0
‑
7.0，将滴加样品0
‑
5min后传感体系的荧光强度作为信号输出。3.一种荧光传感器快速检测草甘膦的传感体系，其特征在于，所述传感体系为NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
传感体系，由荧光MOF材料NH2‑
Bi
‑
MOF分散在水中并调节pH为弱酸性或中性，再加入Cu
2+
得到。4.一种比率型荧光试纸片，其特征在于，所述试纸片包括纸基材料、荧光环形贴纸及探针材料，其中，所述荧光环形贴纸设置于所述纸基材料上作为环形参比区域，形成的中心圆形区域即为中央样品区，所述中央样品区预先滴加NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
作为探针材料，干燥后形成具有NH2‑
Bi
‑
MOF/Cu
2+
反应体系的比率型荧光试纸片。5.根据权利要求4所述的比率型荧光试纸片，其特征在于，所述纸基材料包括玻璃纤维膜、Whatman No.1纸滤、醋酸纤维膜其中任意一种，所述荧光环形贴纸黏贴于所述纸基材料上，所述纸基材料为正方形，其边长大于或等于所述荧光环形贴纸的外径，所述荧光环形贴纸的外径与内径的比例为(4
‑
10)：3。6.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓芳，万超群，庞月红，胡元颖，
申请(专利权)人：徐州锡沂康成食品检验检测研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：