[發明專利]用于農藥西維因檢測的電化學發光傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201310699994.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103713029A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 王坤;杜曉嬌;錢靜
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用鈷酞菁模擬酶性質、乙醇淬滅發光信號特性構建檢測平臺的電化學發光傳感器及其制備方法，尤其涉及用于農藥西維因檢測的電化學發光傳感器及其制備方法，屬于電化學發光傳感領域。

背景技術

西維因（Carbaryl），又名甲萘威，化學名1-萘基-Ｎ-甲基氨基甲酸酯，與有機磷農藥混用對多種農作物害蟲有明顯的增效作用，可用于141種作物，防治565種害蟲，是一種被廣泛應用的氨基甲酸酯類殺蟲劑。自1953年由美國聯碳公司首次合成以來，受到了世界上多數國家的青睞，至今仍為氨基甲酸酯類殺蟲劑的大噸位品種。西維因的大量使用有效解決了農作物的病蟲害難題，成為農作物增收的重要保證。但由于西維因在土壤、水果、糧食等介質中具有良好的殘效和內吸作用，使得西維因通過食物鏈在人體內累積，能夠抑制膽堿酯酶的活性使乙酰膽堿在組織中蓄積，從而給人類帶來嚴重的健康問題，主要表現為流涎、惡心、流淚、瞳孔縮小、視力模糊、痙攣等，甚至造成致畸、慢性神經中毒等危害，帶來了非常嚴峻的食品安全和環境污染問題。因此，如何簡便、快速、靈敏地測定西維因殘留量已成為迫在眉睫的重要研究課題。

目前食品、飼料中西維因的傳統檢測方法主要依靠氣相色譜法、液相色譜法、固相萃取-液相色譜法、液相色譜質譜聯用技術、毛細管電泳法等。但因其技術含量高（需要專業人員進行操作）、分析周期長、設備昂貴且需要特殊的測試環境，所以不易推廣。為了滿足大量樣品的現場快速檢測要求，基于西維因生化特性制得的各種酶試劑盒和速測卡不斷推出，但調查研究表明，許多速測卡的靈敏度、重現性不高但是檢測成本較高，因此多數僅用于西維因殘留的初步定性篩選。因此，建立簡便、快速、準確和高效的西維因殘留檢測方法，對于解決由西維因殘留超標引起的食品安全和環境污染，甚至由此涉及的經濟貿易等問題具有重要意義。

石墨烯是由碳六元環組成的二維周期蜂窩狀點陣結構，它可以翹曲成零維的富勒烯，卷成一維的碳納米管或者堆垛成三維的石墨，因此石墨烯是構成其他碳材料的基本單元。石墨烯材料還兼具石墨和碳納米管的一些優良性質，例如高熱導性和高機械強度。但未功能化的石墨烯的水溶性較差，而且極易通過層層堆積形成類石墨，因此，構造石墨烯復合材料是解決這些問題并充分駕馭石墨烯優良性能的有效途徑。另一方面，金屬酞菁能催化生物分子的氧化反應，具有模擬酶的作用，在溶液體系中可以催化溶解氧產生活性氧基團，但其主要的缺點是水溶性較差。因此，可以利用石墨烯具有較大的比表面積、豐富的官能團以及大面積sp²雜化軌道碳結構等性質將其作為優良的載體與金屬酞菁復合。目前的研究表明，金屬酞菁/石墨烯納米復合材料可以展現出優異的物理化學性能，一方面，所制備的復合材料可以兼具石墨烯和金屬酞菁的各自的性能優點；另一方面，因石墨烯與金屬酞菁的相互作用而衍生出許多新的性能。

本發明首先利用平衡吸附法成功制備了氧化石墨烯-鈷酞菁（GO-CoPc)納米復合材料，并基于鈷酞菁（CoPc)的模擬酶的性質首次構建了可用于西維因靈敏檢測的電化學發光傳感器，建立了西維因標準濃度和電化學發光（ECL）強度之間的對應關系，實現了簡單、靈敏、快速檢測西維因這一典型農藥的目的。

發明內容

本發明旨在提供一種制備工藝簡單、檢測靈敏度高、成本低廉的電化學發光傳感器。首先，采用平衡吸附法制備了GO-CoPc復合材料；其次，基于CoPc模擬酶性質將復合材料修飾在玻碳電極表面構建傳感器，并將傳感器置于魯米諾-乙醇溶液中構建電化學發光傳感體系。最后，通過加入不同濃度西維因建立西維因濃度與ECL強度之間的對應關系，繪制ECL方法靈敏檢測西維因的標準曲線。

本發明提供一種基于CoPc模擬酶性質、乙醇淬滅特性的農藥西維因電化學發光方法：首先，以鈷酞菁和氧化石墨為原料，1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM]PF₆)離子液體為溶劑，采用平衡吸附法制備了GO-CoPc；然后將其修飾到玻碳電極（GCE）表面，與甘汞電極、鉑電極構成三電極體系，在魯米諾（luminol）溶液中可以采集到較強的ECL信號；加入乙醇之后，由于乙醇的淬滅作用使得ECL信號顯著降低，并在特定濃度使得ECL信號得到最大限度的淬滅；此時，向發光體系中加入不同濃度的西維因發現ECL強度隨著西維因濃度的增加而增強。在一定濃度范圍內，西維因濃度與ECL信號強度呈現良好的線性關系，由此構建了靈敏檢測西維因的電化學發光傳感器。

本發明中農藥西維因檢測傳感器制作方法，包括以下幾個步驟：