本發(fā)明屬于含硫有機磷類農藥檢測技術領域。具體涉及一種新型含硫有機磷類農藥的比色傳感器，通過該傳感器的富集性能實現(xiàn)快速、高靈敏度檢測含硫有機磷類農藥。

背景技術：

始于20世紀40年代，發(fā)展至80年代中期的短短幾十年，有機磷類農藥異軍突起，在全球農藥市場上獨占鰲頭。但隨著人類對環(huán)境以及自身健康的關注，高毒的有機磷農藥已被淘汰，取而代之的是高效低毒的有機磷農藥品種。盡管如此，由于長期使用該類農藥所帶來的抗藥性問題，導致其使用量和施用次數(shù)不斷增加，有機磷農藥殘留所引起的急性中毒事件時有發(fā)生。因此，對該類農藥的現(xiàn)場快速準確檢測顯得十分必要。

新版食品安全國家標準GB 2763-2014中所規(guī)定的大部分有機磷類農藥最大殘留限量均設定在1mg/Kg以下，因此對該類農藥檢測手段的靈敏度要求相對較高。目前，對有機磷類農藥的檢測方法主要包括儀器分析法、酶聯(lián)免疫法和酶抑制法。其中，儀器分析法，如使用氣相色譜、液相色譜、質譜等，可以滿足對有機磷類農藥國標限量的檢測要求，但操作過程繁瑣，耗時長，不能進行大批量實驗；酶聯(lián)免疫法所需的特異性抗體制備過程復雜，不可能針對每個農藥制備專一的抗體；而酶抑制法相對簡便，但容易出現(xiàn)假陽性、假陰性的結果，導致誤判，且對大部分有機磷類農藥的響應靈敏度較低。

為彌補現(xiàn)存檢測方法的缺憾，亟需發(fā)展一種簡便快速，且相對廣譜的檢測有機磷類農藥的方法。通過觀察常用的有機磷類農藥發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)有機磷農藥均為硫代磷酸酯，即含有P＝S和P-S特征基團。因此，可以利用化學顯色方法選擇一種對該特征基團響應的指示劑，并通過指示劑固載實現(xiàn)農藥富集從而提高含硫有機磷類農藥檢測靈敏度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供高靈敏度檢測含硫有機磷類農藥的比色傳感器，并利用該傳感器建立一種簡便快速地檢測含硫有機磷類農藥的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：

通過將指示劑固載于多孔材料上制備得到含硫有機磷類農藥的傳感器；

所述的指示劑為金屬鹽，其中包括氯化銅、氯化鋅、氯化亞鐵、氯化鎘、 氯化鉛、氯化鈀、氯化銻、氯化亞錫、氯化汞、氯化鈷、氯化鎳中的一種或二種以上。

所述的多孔材料為多孔濾紙、硝酸-醋酸混合纖維樹脂膜、聚偏氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜。

將2－10mg指示劑加入到1mL酸性硅膠溶膠凝膠溶液或酸性聚合物溶液中，超聲溶解，取1－3μL溶液滴涂于多孔材料上，在氮氣保護下室溫干燥，得檢測含硫有機磷類農藥的傳感器。

所述指示劑固載使用酸性硅膠溶膠凝膠溶液或酸性聚合物溶液，其制備方法如下：

1)酸性硅膠溶膠凝膠的合成：①將硅氧烷試劑、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、有機溶劑、酸、表面活性劑和水以(0－1)：(0－4)：(0－2)：(0－0.8)：(0.1－1)：(0－0.04)：1體積比混合，40－70℃攪拌水解4－8小時，得酸性硅膠溶膠凝膠溶液A；或②將硅氧烷試劑、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、酸、表面活性劑和水以(0－1)：(0－5)：(0－4)：(0.1－1)：(0－0.9)：1體積比混合，常溫下水解18－32小時，得酸性硅膠溶膠凝膠溶液B；

2)酸性聚合物的合成：①將聚乙烯醇、增塑劑、酸、有機溶劑和水以1：(0－6)：(0.1－1)：(0－50)：(0－70)質量比混合，常溫下攪拌反應1－6小時，得酸性聚合物A溶液；或②將聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、酸、增塑劑和有機溶劑以1：(0－6)：(0.1－1)：(0－7)：(0－120)質量比混合，常溫下攪拌反應1－6小時，得酸性聚合物B溶液；或③將聚氯乙烯、增塑劑、聚乙二醇、酸和有機溶劑以1：(0－6)：(0－5)：(0.1－1)：(0－50)質量比混合，常溫下反應1－6小時，得酸性聚合物C溶液。

所述的硅氧烷試劑包括四甲氧基硅烷，四乙氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，正辛烷三乙氧基硅烷，(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷，(3-氨丙基)三乙氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷，(3-氯丙基)三甲氧基硅烷，三甲基氯硅烷中的一種或二種以上；

所述的酸為0.1-1M的鹽酸、0.1-1M的對甲苯磺酸、醋酸或0.1-1M的硝酸中的一種或二種以上；

所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、吐溫20、L7001、司班60、曲拉通X-100、司班80以及羧甲基纖維素鈉中的一種或二種以上；

所述有機溶劑為乙醇、甲醇、乙醚、乙腈、丙酮、四氫呋喃、二甲亞砜、三氯甲烷、環(huán)己烷、甲苯中的一種或二種以上；

所述增塑劑為癸二酸二異辛酯，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯，鄰苯二甲酸二正辛酯，磷酸三辛酯，鄰苯二甲酸二甲酯中的一種或二種以上。

利用所述的傳感器對含硫有機磷類農藥進行比色檢測，并通過傳感器的富集作用增強了農藥檢測靈敏度。

所述的傳感器對農藥的檢測過程如下：用純水配制含硫有機磷類農藥至0.1—10ppm，每次取5—50μL的農藥溶液滴到傳感器上，固載的金屬鹽指示劑能夠與農藥中的硫發(fā)生配位反應從而使指示劑顏色改變，在不斷地滴加農藥溶液的過程中，農藥分子與固載的指示劑反應而被截留，而溶劑則透過多孔材料，被墊在傳感器下方的吸水濾紙吸收，從而達到富集效果，提高檢測靈敏度；在富集農藥溶液400—2000μL后，提取傳感器反應后的圖像，并以富集同樣體積的純水的傳感器作為反應前圖像，求得反應前后圖像對應的色彩平均RGB值，進行差減，通過顏色變化值與濃度梯度構建含硫有機磷類農藥的標準濃度曲線，實現(xiàn)對該類農藥的定性定量快速檢測。

所述的含硫有機磷類農藥包括樂果、辛硫磷、對硫磷、氧化樂果、甲胺磷、毒死蜱、乙酰甲胺磷、馬拉硫磷、三唑磷、殺螟硫磷、甲基立枯磷、稻瘟凈、丙溴磷、殺撲磷、安果、倍硫磷、苯硫磷、吡嘧磷、稻豐散、敵殺磷、敵瘟磷、二嗪農、砜吸磷、伏殺硫磷、甲拌磷、甲基毒死蜱、甲基對硫磷、甲基谷硫磷、滅線磷、滅蚜磷、皮蠅磷、水胺硫磷、甲基嘧啶磷、甲基內吸磷、甲基乙硫磷、喹硫磷、硫線磷、特丁硫磷、完滅硫磷、亞胺硫磷、乙拌磷、乙基谷硫磷、乙基溴硫磷、殺螟腈、蔬果磷、治螟磷、甲丙硫磷、噠嗪硫磷、地蟲硫磷、氯唑磷、噻唑磷、乙硫磷、異稻瘟凈、棉安磷、殺螟松、蠅毒磷、丙硫磷、內吸磷中的一種或二種以上。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點:

1.所制備的傳感器通過將指示劑固載于多孔材料上，能夠通過富集提升檢測靈敏度；

2.所制備的傳感器是基于指示劑與含硫有機磷類農藥特征基團P＝S或P-S之間的配位作用產生顏色變化的原理，因此在多種農藥共存時具有較高的選擇性；

3.傳感器制備簡便，價格低廉，且便于攜帶，適用于現(xiàn)場快速檢測。

附圖說明：

圖1含硫有機磷類農藥傳感器的富集效果(富集體積單位為μL)；

圖2含硫有機磷類農藥傳感器的選擇性；

圖3傳感器測定樂果的標準曲線。

具體實施方式

實施例1.

含硫有機磷類農藥傳感器的制備：稱取5mg氯化鈀于1mL酸性硅膠溶膠凝膠A(四乙氧基硅烷：乙二醇甲醚：丙二醇甲醚醋酸酯：三氯甲烷：醋酸：曲拉通X-100：水以1：2：2：0.8：0.1：0.03：0.8體積比混合，60℃水解4小時，得酸性硅膠溶膠凝膠溶液A)中，超聲溶解，然后用移液槍吸取1μL上述溶液，滴涂在孔徑0.22μm的多孔濾紙上，氮氣保護下室溫干燥后即制備成含硫有機磷類農藥的比色傳感器。

實施例2.

含硫有機磷類農藥比色傳感器的富集效果：以含硫有機磷類農藥中的樂果為代表，結果如圖1所示?？梢?，含1ppm的樂果溶液在初始滴加200μL于傳感器上時，指示劑顏色變化較弱，隨著滴加農藥的體積不斷增大，傳感器顏色變化逐漸增強，說明通過富集，可以大大提升傳感器的檢測靈敏度。為能清晰辨別反應，后續(xù)實施例中取1000μL的農藥溶液作為考察傳感器選擇性和建立標準濃度曲線實驗中的富集體積。

實施例3.

含硫有機磷類農藥傳感器對不同種類農藥的選擇性：利用平板掃描儀記錄傳感器與農藥反應前后的圖像。反應前圖像定義為用1000μL純水浸潤過的傳感器，反應后圖像定義為與不同種類1000μL農藥反應后的傳感器。將反應前后圖像的顏色用Photoshop軟件數(shù)字化，提取紅綠藍(RGB)通道值，并對反應前后各通道顏色數(shù)值進行差減，得到各通道顏色變化值ΔR、ΔG、ΔB,然后利用公式計算得到傳感器與不同種類農藥反應前后的顏色變化值ED，如圖2所示。從圖2可以看出，傳感器對1ppm的含硫有機磷類農藥(以地蟲硫磷、毒死蜱、對硫磷、二嗪農、伏殺硫磷、滅線磷、三唑磷、辛硫磷、氧化樂果、乙硫磷和樂果為代表)具有明顯的顏色響應，而對其他種類農藥包括有機氯類(艾氏劑)、擬除蟲菊酯類(甲氰菊酯、氰戊菊酯)、氨基甲酸酯類(速滅威、異丙威)和有機氮類(啶蟲脒、殺蟲單)即使5ppm的濃度下也不會產生顏色變化，說明所制備的傳感器對含硫有機磷類農藥具有高選擇性，適用于多種農藥共存的實際樣品中含硫有機磷類農藥的檢測。

實施例4.

含硫有機磷類農藥標準濃度曲線的建立：以含硫有機磷類農藥中的樂果為代表，配制濃度為0.5,1,1.5,2和2.5ppm的樂果溶液。各取1000μL上述溶液分別滴加到傳感器上，待溶液被墊在傳感器下方的吸水濾紙吸干后，利用平板掃描儀記錄圖像，以富集1000μL純水的傳感器為反應前圖像，富集各濃度樂果溶液的傳感器為反應后圖像，將反應前后圖像利用Photoshop軟件數(shù)字化，提取紅綠藍(RGB)通道值，并對反應前后各通道顏色數(shù)值進行差減，得到各通道顏色變化值ΔR、ΔG、ΔB，然后利用公式計算得到傳感器與各濃度樂果溶液反應前后的顏色變化值ED，如圖3所示。結果顯示，隨著樂果濃度的增大，傳感器顏色變化增強。將顏色變化值ED與樂果濃度做圖，得到傳感器檢測樂果農藥的標準曲線，y＝21.858x+22.837(R²＝0.9998)。