專利名稱：檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)藥檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電化學(xué)傳感器的制備方法，具體涉及一種檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)磷農(nóng)藥是一種具有神經(jīng)毒性的高效廣譜殺蟲劑，常用的有樂果、敵百蟲、敵敵畏、內(nèi)吸磷、對硫磷、馬拉硫磷等60多種。有機(jī)磷農(nóng)藥在自然環(huán)境中不穩(wěn)定易分解，進(jìn)入生物體后易被酶分解，在食物中殘留時(shí)間較短，不易造成慢性中毒，但能常導(dǎo)致急性中毒，嚴(yán)重時(shí)可引起肌肉震顫、痙攣、血壓升高、心跳加快等，甚至導(dǎo)致昏迷死亡，因此對于農(nóng)產(chǎn)品的有機(jī)磷農(nóng)藥殘留的檢測控制直接關(guān)系到食品的安全性，與人們的身體健康息息相關(guān)。分子印跡電化學(xué)傳感器主要用于微量痕量的物質(zhì)檢測，具有分析檢測快速，操作簡單，結(jié)果可靠性好，耐高溫、高壓、酸、堿和有機(jī)溶劑，廣泛用于食品農(nóng)藥殘留檢測，環(huán)境檢測，分析測試等領(lǐng)域。分子印跡技術(shù)(Molecular imprinting technique簡稱MIT)是高分子化學(xué)、生物化學(xué)和材料化學(xué)等多學(xué)科交叉產(chǎn)物，分子印跡電化學(xué)傳感綜合了分子印跡技術(shù)和電化學(xué)分析方法二者的優(yōu)點(diǎn)，利用分子印跡聚合物作為敏感材料制備的電化學(xué)傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)物質(zhì)微量痕量的快速分析檢測，在分析檢測領(lǐng)域中占有重要的地位。該發(fā)明對有機(jī)磷類農(nóng)藥的分子印跡敏感膜的制備進(jìn)行初步的探索，成功制備了有機(jī)磷類農(nóng)藥的分子印跡電化學(xué)傳感器，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，具有一定應(yīng)用發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法，通過實(shí)驗(yàn)探索出制備電化學(xué)傳感器敏感膜的最佳條件，研究工作電極、電化學(xué)聚合溶劑、電化學(xué)聚合方法、有機(jī)磷農(nóng)藥原藥印跡分子與功能單體的比例、電化學(xué)聚合時(shí)間等影響電化學(xué)傳感器制備的因素，使得制備的電化學(xué)傳感器具有響應(yīng)快速、靈敏度高及選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速現(xiàn)場分析檢測。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1 用0. 05微米-0. 30微米的α -氧化鋁漿料拋光工作電極；分別采用重蒸的乙醇、丙酮、水清洗電極，將清洗后的電極插入KCl和K3 [Fe (CN) 6]的混合溶液中，采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；步驟2 將功能單體鄰氨基酚溶解于HaO4溶液中，用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液PH值為4-6 ；步驟3 將印跡分子敵敵畏加入到步驟2得到的功能單體溶液中，控制功能單體與印跡分子的摩爾比為4 :1-6:1;步驟4 對步驟3得到的混合溶液通氮?dú)獬パ鯕夂笳诠忪o置；
步驟5 在步驟4得到的混合溶液中插入步驟1得到的電極，采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜；步驟6 采用溶劑洗脫法洗脫步驟5得到的敏感膜中的印跡分子，得到檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，其中的步驟1中的工作電極選用玻碳電極。其中的步驟1中的KCl和KJFe(CN)6]的摩爾濃度分別為0. lmol/L和5mol/L。其中的步驟2中的功能單體鄰氨基酚的摩爾濃度為0. 005-0. 01mol/Lo其中的步驟3中的印跡分子敵敵畏的摩爾濃度為0. 02-0. 08mol/L。其中的步驟4通氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin，密閉遮光靜置池。其中的步驟5中的電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法，電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)為15圈。其中的步驟6中的洗脫劑，采用體積比為3 1-5 1的乙腈與0.5mol/L的稀硫酸溶液的混合溶液，洗脫時(shí)間為12h。本發(fā)明的有益效果是，1.有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器的制備根據(jù)有機(jī)磷農(nóng)藥的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的工作電極和功能單體和合適的電化學(xué)聚合溶劑，制備具有高靈敏度的分子印跡聚合物敏感膜。本發(fā)明研究工作電極的選擇、電化學(xué)聚合溶劑的選擇、功能單體的選擇、電化學(xué)聚合方法的選擇、有機(jī)磷農(nóng)藥原藥印跡分子與功能單體的比例、電化學(xué)聚合時(shí)間等影響分子印跡敏感膜性能的因素，探索出最佳的制備條件，通過合適的洗脫方法制備出具有分子識別性能的分子印跡電化學(xué)傳感器的敏感膜，進(jìn)而通過電化學(xué)分析方法實(shí)現(xiàn)快速分析檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的電化學(xué)傳感器。2.有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感選擇性的研究研究電化學(xué)傳感器對不同農(nóng)藥的響應(yīng)信號的大小、傳感器能夠檢測的目標(biāo)印跡分子的最低濃度及其分析檢測的機(jī)理。從技術(shù)上來說，本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵在于首先要保證有機(jī)磷分子印跡電化學(xué)傳感器對目標(biāo)印跡分子具有快速響應(yīng)，靈敏度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)藥殘留痕量的分析檢測；其次制備的有機(jī)磷分子印跡電化學(xué)傳感器對目標(biāo)印跡分子具有具有良好的選擇性，響應(yīng)信號比其它的物質(zhì)要強(qiáng)，能夠達(dá)到分子識別的目的，實(shí)現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量痕量的檢測。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1 電極的選擇和預(yù)處理選用玻碳電極作為工作電極，用0. 05微米-0. 30微米的α-氧化鋁漿料拋光；采用重蒸的乙醇，丙酮，水分別清洗電極，將清洗后的電極插入 KCl和K3 [Fe (CN) 6]的混合溶液中，KCl和K3[Fe (CN) 6]的摩爾濃度分別為0. lmol/L和5mol/ L ；采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；步驟2 功能單體溶液配制按照摩爾濃度為0. 005-0. Olmol/L，將一定量的功能單體鄰氨基酚溶解于HClO4溶液中，用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為4_6 ；
步驟3 印跡分子的選擇按照摩爾濃度為0.02-0.08mol/L，將一定量的印跡分子敵敵畏加入到步驟2得到的功能單體溶液中，控制功能單體與印跡分子的摩爾比為 4:1-6:1;步驟4 對步驟3得到的混合溶液通氮?dú)獬パ鯕夂笳诠忪o置，通氮?dú)鈺r(shí)間為 lOmin，密閉遮光靜置汕；步驟5 插入步驟1處理后的電極，采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜；電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)(沉積時(shí)間)為15 圈；步驟6 采用溶劑洗脫法洗脫步驟5得到的敏感膜中的印跡分子，采用體積比為 3:1-5: 1的乙腈、0.5mol/L的稀硫酸溶液的混合溶液為洗脫劑洗脫印跡分子，洗脫時(shí)間為12h，得到檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡電化學(xué)傳感器。制備得到的有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器在有機(jī)磷農(nóng)藥濃度 3. 0Χ1(Γ7-1. 5X10_6mol/L 和 1. OX 1(Γ6_1. OX l(T5mol/L 范圍內(nèi)，傳感器峰電流變化與有機(jī)磷農(nóng)藥濃度成線性關(guān)系。線性方程分別為y = 2.33h+4.3X10_8，相關(guān)系數(shù)為R2 = 0. 9631 ；y = 0. 3972χ+6. 2Χ1(Γ6，相關(guān)系數(shù)為 R2 = 0. 9725，檢測下限為 4. 2Xl(T8mol/L。以下從原理方面對本發(fā)明進(jìn)行說明(1)工作電極和功能單體的選擇根據(jù)有機(jī)磷農(nóng)藥印跡分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)選擇合適的工作電極和功能單體，印跡分子一般通過氫鍵、分子間作用力、靜電力等作用與功能單體發(fā)生相互作用，因此印跡分子與功能單體的作用力大小直接關(guān)系到分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜制備的好壞，作用力太小會(huì)導(dǎo)致分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜經(jīng)洗脫后形成的印跡孔穴的選擇識別性差，作用力太大則造成印跡分子難以從傳感器敏感膜中洗脫出來，導(dǎo)致形成的分子印跡孔穴太少，電化學(xué)響應(yīng)信號太小達(dá)不到電化學(xué)分析檢測的要求。(2)功能單體與有機(jī)磷農(nóng)藥電化學(xué)聚合溶液的配制配制功能單體與有機(jī)磷農(nóng)藥印跡分子的不同摩爾比的電化學(xué)學(xué)聚合基液，加入一定量的電解質(zhì)，先通入氮?dú)獬ト芤褐械难鯕?，將配制的溶液遮光靜置一定的時(shí)間，使得功能單體與印跡分子充分作用形成穩(wěn)定的復(fù)合物。(3)有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜的制備探討不同的電化學(xué)聚合沉積法，電化學(xué)沉積電位，聚合沉積時(shí)間等因素對分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜性能的影響， 找到最佳的制備條件，制備的敏感膜具有響應(yīng)信號大，響應(yīng)靈敏，選擇性好。(4)有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜中的印跡分子洗脫分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜中印跡分子洗脫后會(huì)在敏感膜上留下與印跡分子尺寸大小一致，官能團(tuán)按一定順序排列的孔穴，而形成的孔穴的數(shù)量直接影響到電化學(xué)響應(yīng)信號的大小，因此選擇合適的洗脫方法和洗脫溶劑最大限度的洗脫敏感膜中的印跡分子形成數(shù)量較多的分子印跡孔穴，達(dá)到電化學(xué)分析檢測的響應(yīng)信號的要求。(5)有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器實(shí)際應(yīng)用性能的研究主要研究所制備的分子印跡電化學(xué)傳感器用于環(huán)境中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留濃度的檢測，研究在分析檢測過程中的選擇性，選用不同種類的農(nóng)藥進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，證實(shí)其實(shí)際應(yīng)用的可行性。實(shí)施例1(1)選擇玻碳電極為電極，用0. 05微米-0. 30微米α -氧化鋁漿料拋光；采用重蒸
5的乙醇，丙酮，水分別清洗電極；將處理后的電極插入0. lmol/L KCl和5mol/L K3 [Fe (CN)6] 的混合溶液中；采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；(2)選用鄰氨基酚為功能單體，將其溶解于HClO4溶液中，鄰氨基酚的濃度為 0. 006mol/L,用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為5 ；(3)選擇敵敵畏為印跡分子，將其溶于單體溶液中，控制其濃度為0.05mol/L，使功能單體與印跡分子的摩爾比為5 1 ；(4)通氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin，密閉遮光靜置3h ；(5)采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜，電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)(沉積時(shí)間)為15圈；(6)采用乙腈、0.5mol/L的稀硫酸溶液為4 1(體積比)的混合溶液為洗脫劑洗脫印跡分子，洗脫時(shí)間為12h。實(shí)施例2(1)選擇玻碳電極為電極，用0. 05微米-0. 30微米α -氧化鋁漿料拋光；采用重蒸的乙醇，丙酮，水分別清洗電極；將處理后的電極插入0. lmol/L KCl和5mol/L K3 [Fe (CN)6] 的混合溶液中；采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；(2)選用鄰氨基酚為功能單體，將其溶解于HClO4溶液中，鄰氨基酚的濃度為 0. 005mol/L,用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為4 ；(3)選擇敵敵畏為印跡分子，將其溶于單體溶液中，控制其濃度為0.02mol/L，使功能單體與印跡分子的摩爾比為4 1 ；(4)通氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin，密閉遮光靜置3h ；(5)采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜，電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)(沉積時(shí)間)為15圈；(6)采用乙腈、0.5mol/L的稀硫酸溶液為3 1 (體積比)的混合溶液為洗脫劑洗脫印跡分子，洗脫時(shí)間為12h。實(shí)施例3(1)選擇玻碳電極為電極，用0. 05微米-0. 30微米α -氧化鋁漿料拋光；采用重蒸的乙醇，丙酮，水分別清洗電極；將處理后的電極插入0. lmol/L KCl和5mol/L K3 [Fe (CN)6] 的混合溶液中；采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；(2)選用鄰氨基酚為功能單體，將其溶解于HClO4溶液中，鄰氨基酚的濃度為 0. 01mol/L,用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為6 ；(3)選擇敵敵畏為印跡分子，將其溶于單體溶液中，控制其濃度為0.08mol/L，使功能單體與印跡分子的摩爾比為6 1 ；(4)通氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin，密閉遮光靜置3h ；(5)采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜，電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)(沉積時(shí)間)為15圈；(6)采用乙腈、0.5mol/L的稀硫酸溶液為5 1 (體積比)的混合溶液為洗脫劑洗脫印跡分子，洗脫時(shí)間為12h。實(shí)施例4(1)選擇玻碳電極為電極，用0. 05微米-0. 30微米α -氧化鋁漿料拋光；采用重蒸的乙醇，丙酮，水分別清洗電極；將處理后的電極插入0. lmol/L KCl和5mol/L K3 [Fe (CN)6] 的混合溶液中；采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；(2)選用鄰氨基酚為功能單體，將其溶解于HClO4溶液中，鄰氨基酚的濃度為 0. 007mol/L,用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為6 ；(3)選擇敵敵畏為印跡分子，將其溶于單體溶液中，控制其濃度為0.06mol/L，使功能單體與印跡分子的摩爾比為4 1 ；(4)通氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin，密閉遮光靜置3h ；(5)采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜，電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)(沉積時(shí)間)為15圈；(6)采用乙腈、0.5mol/L的稀硫酸溶液為5 1 (體積比)的混合溶液為洗脫劑洗脫印跡分子，洗脫時(shí)間為12h。
權(quán)利要求
1.檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施步驟1 用0. 05微米-0. 30微米的α -氧化鋁漿料拋光工作電極；分別采用重蒸的乙醇、丙酮、水清洗電極，將清洗后的電極插入KCl和KJFe(CN)6]的混合溶液中，采用電化學(xué)循環(huán)伏安法檢測電極的穩(wěn)定性在0-0. 5V之間，高純水清洗電極；步驟2 將功能單體鄰氨基酚溶解于HClO4溶液中，用lmol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液ρΗ 值為4-6 ；步驟3 將印跡分子敵敵畏加入到步驟2得到的功能單體溶液中，控制功能單體與印跡分子的摩爾比為4 :1-6:1;步驟4 對步驟3得到的混合溶液通氮?dú)獬パ鯕夂笳诠忪o置；步驟5 在步驟4得到的混合溶液中插入步驟1得到的電極，采用電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法制備有機(jī)磷農(nóng)藥分子印跡電化學(xué)傳感器敏感膜；步驟6 采用溶劑洗脫法洗脫步驟5得到的敏感膜中的印跡分子，得到檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器。
2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟1中的工作電極選用玻碳電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟1中的KCl和K3 [Fe (CN)6]的摩爾濃度分別為0. lmol/L和5mol/ L0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟2中的功能單體鄰氨基酚的摩爾濃度為0. 005-0. 01mol/Lo
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟3中的印跡分子敵敵畏的摩爾濃度為0. 02-0. 08mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟4通氮?dú)鈺r(shí)間為lOmin，密閉遮光靜置池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟5中的電化學(xué)循環(huán)伏安法沉積法，電化學(xué)沉積電位為0-0. 6V，掃描圈數(shù)為15圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法， 其特征在于，所述的步驟6中的洗脫劑，采用體積比為3 1-5 1的乙腈與0.5mol/L的稀硫酸溶液的混合溶液，洗脫時(shí)間為12h。
全文摘要
本發(fā)明公開了檢測有機(jī)磷農(nóng)藥殘留分子印跡的電化學(xué)傳感器的制備方法。首先將有機(jī)磷農(nóng)藥原藥分子作為印跡分子與功能單體和電解質(zhì)配成溶液，采用電化學(xué)聚合法將分子印跡聚合物沉積到工作電極的表面完成分子印跡敏感膜的制備。然后，采用合適的洗脫方法和洗脫劑將有機(jī)磷農(nóng)藥印跡分子從分子印跡敏感膜中去除完成電化學(xué)傳感器的制備。本發(fā)明具有響應(yīng)快、靈敏度高以及選擇性好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該檢測方法簡單快捷，推廣后適用性強(qiáng)，尤其是在農(nóng)藥的檢測方面普適性強(qiáng)，具有廣闊的市場前景。
文檔編號G01N27/30GK102393411SQ201110318459
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者上官小東, 余麗麗, 姚琳, 尤靜, 張彥, 張雪嬌, 楊黎燕, 牛秀明, 趙惠茹 申請人:西安醫(yī)學(xué)院