[發明專利]目標響應式水凝膠與智能手機集成的有機磷農藥現場定量檢測平臺

有效

• 申請號: 202010097128.X
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111189822B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 盧革宇;閆旭;金蕊;孫鵬;劉方猛;王晨光;劉曉敏;高原;梁喜雙;劉鳳敏
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;G01N21/01;G01N1/38
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種基于目標響應式水凝膠與智能手機集成的有機磷農藥現場定量檢測平臺，屬于生物傳感器技術領域。載體為具備目標響應的水凝膠材料，其具有類似氧化酶活性的MnO₂NFs，可使無色的3,3’,5?,5’?四甲基聯苯胺顯色劑氧化成藍色的oxTMB，同時，H₂O₂的存在會分解MnO₂NFs使其失去類酶活性。有機磷農藥(對氧磷)作為AChE的抑制劑可抑制AChE催化乙酰膽堿生成H₂O₂，減少MnO₂NFs的分解，從而刺激試劑盒的顏色響應，進一步結合智能手機實現對試劑盒圖像數據的采集及分析。本發明能夠快速對OPs進行現場手持化檢測，其具有操作簡便、靈敏度高、成本低廉等優勢，為食品安全和人類健康的便攜式監測提供了新的視角。

技術領域

本發明屬于生物傳感器技術領域，具體涉及一種基于目標響應式水凝膠與智能手機集成的有機磷農藥現場定量檢測平臺。

背景技術

有機磷農藥(OPs)是保證作物高產的必要物質，根據之前的數據調查，使用農藥之后可以保證增加全球三分之一的農作物產量。然而，OPs的濫用和不當的處理使其滲入土壤、大氣循環和水循環，導致水果、蔬菜等農作物中的有毒農藥殘留，進一步對生態系統乃至人類健康造成嚴重威脅。近年來對OPs的精確跟蹤已成為建立正確管理農藥、保護食品資源、減少OPs中毒的最令人擔憂的挑戰之一。因此準確檢測OPs的方法應運而生，如高效液相色譜、光學檢測和電化學方法等。盡管上述方法具有可接受的特異性和靈敏度，但一些缺點也十分明顯，例如需要大型的檢測儀器、受專業訓練的操作者以及昂貴的生物分子試劑(抗體)，使它們不能滿足食品相關行業和環境問題的現場量化需求，特別是在緊急情況下。

近年來，研究人員開發用于檢測OPs的靈敏、可靠和便攜式傳感器在探索現場技術方面做出了巨大努力。水凝膠智能手機傳感器是即時檢驗(POCT)識別領域極具吸引力的方式，因其具備操作簡便、價格低廉以及便攜性等優勢。然而，這些現階段的現場檢測仍然僅限于定性或半定量篩查，這些篩查手段對于POCT來說無法滿足實際需求。更重要的是，由于信號指示器無法識別待測目標物的細微變化，簡單的色度輸出使傳感器缺乏靈敏度，不適合痕量農藥的監測。因此，迫切需要研發以準確和便攜的方式構建生物傳感器以規避這些限制。目前已多次嘗試探索用于制造便攜式設備的敏感試劑和新穎的識別元件。值得注意的是，近年來這種便攜式設備已成功應用于食品樣品中的OPs監測，為食品安全和人類健康的便攜式監測提供了新的視角。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中存在的測試時間較長、誤差較大、對農藥濃度要求較高、測試方法繁瑣以及檢測靈敏度較低等問題，提供一種基于目標響應式水凝膠與智能手機集成的有機磷農藥現場定量檢測平臺(簡稱為：試劑盒-智能手機平臺)，該平臺可以簡便、快速、高靈敏地檢測有機磷農藥的活性。

本發明所述的一種基于目標響應式MnO₂納米片(MnO₂ NFs)水凝膠與智能手機集成的有機磷農藥現場定量檢測平臺的制備方法，其步驟如下：