CN104215674A - 一种快速检测土壤中烯草酮农药残留的方法 - Google Patents
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Abstract
一种快速检测土壤中烯草酮农药残留的方法，涉及农业生产技术领域，也涉及环保技术领域，先制作烯草酮浓度与电流的线性关系图，再以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将从土壤中提取得到的待测烯草酮溶液加入装有磷酸盐缓冲溶液的玻璃容器中；以250瓦的卤钨灯为光源，对待测烯草酮电解液进行照射，测量得到待测的烯草酮溶液的光电流信号峰值；利用制作的烯草酮浓度与电流的线性关系图，以测量得到待测的烯草酮溶液的光电流信号峰值，找到测试样品中烯草酮浓度。本方法耗时仅3min即可得到分析结果，检测成本低、自动化程度高、操作简便和取样量小。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，也涉及环保技术领域，特别是对土壤中烯草酮农药残留量的检测技术。
背景技术
烯草酮是一种新型旱田苗后除草剂，具有优良的选择性。适用于大豆、油菜、棉花、花生等阔叶田防除野燕麦、马唐、狗尾草、牛筋草、早熟禾、硬草等禾本科杂草。施药后，能被禾本科杂草茎叶迅速吸收并传导至茎尖及分生组织，抑制分生组织的活性，破坏细胞分裂，最终导致杂草死亡，被广泛应用于蔬菜、粮食作物等生产过程中，目前使用范围有进一步扩大的趋势。但是，随着它的使用范围不断扩大和使用量的逐渐增加，逐步地暴露出了其作为污染物的消极一面及其由此造成了生态系统平衡被破坏，对土壤、水体等自然环境的污染也日益加重。为保证食品安全，需要发展灵敏准确的检测方法来对环境中的烯草酮残留进行定量检测。
目前常用的检测烯草酮的方法多为色谱法与其他技术联用。采用质谱法能提高分析的灵敏度和选择性，但是使用较复杂且成本较高，而且色谱处理过程繁琐，样品提取净化时间约为4小时，灵敏度受样品净化、浓缩等步骤的影响。基于抗体抗原免疫反应的免疫学检测技术是最近发展的另外一种新方法，但是这种方法受生物分子稳定性的影响，操作要求比较高。
发明内容
本发明目的在于解决目前烯草酮测定成本高，处理过程繁琐的不足的缺陷，提出一种简单、快速的检测土壤中烯草酮农药残留的方法。
本发明的技术方案主要包括以下步骤：
一、制作烯草酮浓度与电流的线性关系图：
1）在清洁的玻碳电极表面用TiO2悬浮液滴涂后，置于室温下晾干，制成TiO2修饰的玻碳电极；
2）将烯草酮溶液分别以磷酸盐缓冲溶液稀释，形成至少三种不同已知烯草酮浓度的烯草酮电解液；
3）以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入装有烯草酮电解液的玻璃容器中；在偏置电位为0V的条件下，自玻璃容器下方向上以250瓦的卤钨灯为光源，对烯草酮电解液进行照射，分别测量得到不同已知浓度的烯草酮溶液的光电流信号峰值；
4）以烯草酮溶液的浓度为横坐标，以烯草酮溶液的光电流信号峰值为纵坐标，制作烯草酮浓度与电流的线性关系图；
二、测试样品中烯草酮浓度：
1）在清洁的玻碳电极表面用TiO2悬浮液滴涂后，置于室温下晾干，制成TiO2修饰的玻碳电极；
2）将从土壤中提取得到的待测烯草酮溶液加入装有磷酸盐缓冲溶液的玻璃容器中，形成待测烯草酮电解液；
3）以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入装有待测烯草酮电解液的玻璃容器中；在偏置电位为0V的条件下，自玻璃容器下方向上以250瓦的卤钨灯为光源，对待测烯草酮电解液进行照射，测量得到待测的烯草酮溶液的光电流信号峰值；
4）利用制作的烯草酮浓度与电流的线性关系图，以测量得到待测的烯草酮溶液的光电流信号峰值，找到测试样品中烯草酮浓度。
本发明技术特点：
（1）首次制作了基于TiO2修饰玻碳电极作为烯草酮的光电化学传感器；既保证试样中烯草酮的被充分传感，又保证极少的样品量，也保证对环境不造成污染。电解液为中性电解液，将烯草酮溶液加入后，可以直接用本发明装置进行测量。电解液选择中性磷酸缓冲盐溶液。
（2）采用250瓦的卤钨灯为光源对烯草酮电解液进行照射；
（3）偏置电位设置为0V；
本发明的有益效果是：仪器性能稳定，结果可靠，操作简便，自动化程度高，结果直接显示，不需专业人员；耗时短，仅3min即可得到分析结果，检测成本低、自动化程度高、操作简便和取样量小，尤其适用于土壤中烯草酮含量的检测，无需复杂的前处理过程。
另外，本发明对待测土壤的处理方法可以是：取10g土壤样品，以20mL乙腈振荡提取1h后，经抽滤，即为从土壤中提取得到的待测烯草酮溶液，就可直接作为待测试样进行后续分析。
该样品处理简单可行，不会影响测试的准确性。
附图说明
图1为不同浓度下烯草酮光电流与时间的关系图。
图2为烯草酮浓度与光电流的线性关系图。
具体实施方式
一、制作烯草酮浓度与电流的线性关系图：
1、将玻碳电极清洁处理后，在其表面用TiO2悬浮液滴涂后，置于室温下晾干，制成TiO2修饰的玻碳电极。
2、将烯草酮溶于乙腈中，制成浓度为1mmolL-1烯草酮乙腈溶液，分别往装有5mL磷酸盐缓冲溶液的玻璃容器中加入0μL、0.5μL、10μL、20μL、40μL、60μL 1mmolL-1烯草酮溶液，制成浓度为0、0.1、2.0、4.0、8.0和12μmol L-1的烯草酮电解液。
取0μL浓度为1mmolL-1烯草酮溶液（空白）置于装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中，作为CK（0μmol L-1）。
取0.5μL浓度为1mmolL-1烯草酮溶液置于上述装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中，作为浓度1溶液（0.1μmol L-1）。
取9.5μL浓度为1mmolL-1烯草酮溶液置于上述装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中，作为浓度2溶液（2.0μmol L-1）。
取10μL浓度为1mmolL-1烯草酮溶液置于上述装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中，作为浓度3溶液（4.0μmol L-1）。
取20μL浓度为1mmolL-1烯草酮溶液置于上述装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中，作为浓度4溶液（8.0μmol L-1）。
取20μL浓度为1mmolL-1烯草酮溶液置于上述装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中，作为浓度5溶液（12.0μmol L-1）。
3、以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入以上CK和5种不同浓度的烯草酮电解液玻璃容器中。
测量时，先设置偏置电位为0V，分别自各玻璃容器下方向上以250瓦的卤钨灯为光源，对烯草酮电解液进行照射，每一次浓度测量一次光电流值，2min后分别测量得到不同已知浓度的烯草酮溶液的光电流信号峰值，见图1所示。
检测下限可低至0.01μmol L-1。烯草酮浓度的大小与输出的光电流信号强度有关，从而由仪器本身的设置将结果计算显示（由仪器自动完成）。
4、以烯草酮溶液的浓度为横坐标，以烯草酮溶液的光电流信号峰值为纵坐标，制作烯草酮浓度与电流的线性关系图；见图2所示。
图2中，线性校正曲线 y = 2.7544x + 23.782 ，R = 0.99985。
二、应用：
1、待测土壤样品的预处理：取10g土壤样品，以20mL乙腈振荡提取1h后，经抽滤，即为待测烯草酮溶液。
2、将玻碳电极清洁处理后，在其表面用TiO2悬浮液滴涂后，置于室温下晾干，制成TiO2修饰的玻碳电极。
3、取待测烯草酮溶液10μL置于装有5mLPBS（磷酸盐缓冲溶液）的玻璃容器中。
4、以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将三电极体系放入玻璃容器中。
设置偏置电位为0V，自玻璃容器下方向上以250瓦的卤钨灯为光源，对烯草酮电解液进行照射，1min后测量得到待测烯草酮溶液的光电流信号峰值。
5、在图2的烯草酮浓度与光电流的线性关系图中，找出待测烯草酮溶液的光电流信号峰值所对应的浓度值，即为待测土壤样品中烯草酮浓度值。
Claims (2)
1.一种快速检测土壤中烯草酮农药残留的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、制作烯草酮浓度与电流的线性关系图：
1）在清洁的玻碳电极表面用TiO2悬浮液滴涂后，置于室温下晾干，制成TiO2修饰的玻碳电极；
2）将烯草酮溶液分别以磷酸盐缓冲溶液稀释，形成至少三种不同已知烯草酮浓度的烯草酮电解液；
3）以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入装有烯草酮电解液的玻璃容器中；在偏置电位为0V的条件下，自玻璃容器下方向上以250瓦的卤钨灯为光源，对烯草酮电解液进行照射，分别测量得到不同已知浓度的烯草酮溶液的光电流信号峰值；
4）以烯草酮溶液的浓度为横坐标，以烯草酮溶液的光电流信号峰值为纵坐标，制作烯草酮浓度与电流的线性关系图；
b、测试样品中烯草酮浓度：
1）在清洁的玻碳电极表面用TiO2悬浮液滴涂后，置于室温下晾干，制成TiO2修饰的玻碳电极；
2）将从土壤中提取得到的待测烯草酮溶液加入装有磷酸盐缓冲溶液的玻璃容器中，形成待测烯草酮电解液；
3）以TiO2修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和氯化钾电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入装有待测烯草酮电解液的玻璃容器中；在偏置电位为0V的条件下，自玻璃容器下方向上以250瓦的卤钨灯为光源，对待测烯草酮电解液进行照射，测量得到待测的烯草酮溶液的光电流信号峰值；
4）利用制作的烯草酮浓度与电流的线性关系图，以测量得到待测的烯草酮溶液的光电流信号峰值，找到测试样品中烯草酮浓度。
2.根据权利要求1所述快速检测土壤中烯草酮农药残留的方法，其特征在于取10g土壤样品，以20mL乙腈振荡提取1h后，经抽滤，即得从土壤中提取得到的待测烯草酮溶液。
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