[發明專利]一種檢測有機磷農藥的酰胺化碳點生物傳感器

有效

• 申請號: 201810177288.8
• 申請日: 2018-03-04
• 公開（公告）號: CN108375611B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 王穎;李風亭;張冰如;徐金金
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26
• 代理公司: 11265 北京挺立專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 葉盛<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種基于酰胺化碳點的有機磷農藥電化學檢測方法，屬于生物傳感器技術領域。所述的檢測方法為：首先制備乙酰膽堿酯酶(AChE)/N?氨基甲酰馬來酰亞胺(N?MAL)?碳點(CDs)修飾的生物傳感器，然后根據乙酰膽堿酯酶能與有機磷農藥強烈結合形成磷酸化膽堿酯酶的原理，進行循環伏安(CV)掃描，記錄響應電流，通過相關數據的分析和推導，即可得到有機磷農藥濃度和響應電流的線性關系。本發明提供的生物傳感器具有靈敏度高，制備簡單，操作方便等優點，可應用于有機磷農藥的檢測，為有機磷農藥的檢測提供了一種具有前景的技術。

技術領域

本發明涉及生物傳感技術領域，尤其是涉及一種檢測有機磷農藥的電化學檢測方法。

背景技術

農藥在農業生產中發揮著重要的作用，它們為確保農作物的正常生長和人類食物供給做出了巨大的貢獻。據估計，殺蟲劑的使用有助于保證全球近三分之一的作物生產。2013年，聯合國糧食和農業組織報告顯示農藥同樣幫助中國和印度在2012年作物產量分別為126和95百萬噸。由于不加控制地使用農藥造成的污染已經在世界范圍內引起嚴重的環境污染和食品安全等問題，嚴重威脅人類健康，已經成為追求可持續發展的最令人擔憂的挑戰之一。

在各類農藥中，有機磷農藥的使用是全球最為廣泛的一類農藥(Obare，S.O.，De，C.，Guo，W.，Haywood，T.L.，Samuels，T.A.，Adams，C.P.，Masika，N.O.，Murray，D.H.，Anderson，G.A.，Campbell，K.，Fletcher，K.Fluorescent chemosensors for toxicorganophosphorus pesticides：A Review[J].Sensors.2010，10(7)：7018-7043)，占據了整個農藥使用量的38％(Singh，B.K.Organophospho-rus-degrading bacteria：ecologyand industrial applications[J].Nature Reviews Microbiology.2009，7(2)：156-164)。我國使用的農藥中80％以上是有機磷農藥或其為主的混配農藥。

雖然農藥直接用于植物和土壤，但只有1％的農藥被送到預定的目標。由于傾灑，管道泄漏，地下儲存罐，垃圾堆和地下水而意外釋放的農藥因其半衰期很長可能導致其長期持續存在于環境中(Knapton，D.，Burnworth，M.，Rowan，S.J.，Fluorescentorganometallic sensors for the detection of chemical-warfare-agent mimics[J].Angew.Chem.Int.Edit.2006.45(35)：5825-58292006)。

由于農藥在各種農業活動中的應用大大增加，為了保護生態系統和食品供應，準確地監測其濃度水平已成為當務之急。農藥測定方法主要有色譜分析法、光譜傳感檢測法、免疫分析法、生物傳感器法。如CN106483218A公開了一種分子印跡固相萃取-液相色譜同時檢測敵百蟲和久效磷的方法，該方法雖然可以同時檢測敵百蟲和久效磷，但是前處理復雜，不能實現現場快速檢測；CN103454338A公布了液相色譜串聯質譜/質譜法同時測定棉花中多種農藥殘留的方法，該方法實現了多種農藥定量檢測，但是樣品前處理復雜，檢測時間長。盡管有許多傳統方法可用于檢測農藥，但分析周期長，儀器大型且昂貴，不能滿足現場快速檢測的需要。

因此，建立快速、靈敏和實用的有機磷農藥檢測的分析器件和方法，對于環境保護和食品安全等具有重要的現實意義。電化學生物傳感器因為具有靈敏度高、響應快、操作簡便、樣品需要量少、可微型化、價格低廉可以實現現場在線檢測分析等顯著特點，從而擴大了傳統系統如氣相色譜(GC)和高效液相色譜(HPLC)所能實現的農藥檢測系統的范圍和適用性，更加適用于農藥的快速檢測。CN105136887A公布了石墨烯酶電化學生物傳感器的制備及對有機磷農藥殘留的檢測，實現了快速檢測的目的，然而工作電極制作方法繁瑣，對有機磷農藥的檢出限為3.3mol/L，靈敏度不高，不利于有機磷農藥的電化學檢測方法的推廣應用。