CN107607507A - 一种有机磷农药残留的荧光检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有机磷农药残留的荧光检测方法，属于检测技术领域，包括以下步骤：1)、样品预处理：将待测样品洗净、削皮，剪碎至碎片，加入无水甲醇，超声，过滤，稀释，得到滤液储备液备用；2)、标准曲线的绘制：取不同质量浓度的乐果溶液，分别加入Tris‑HCl缓冲溶液、脲酶溶液、脲溶液，加入焦性没食子酸溶液反应，加入聚合物量子点；测各体系的荧光值，做出标准曲线，并求出标准曲线的回归方程；3)待测样品的测定：取步骤1)的滤液储备液，分别加入Tris‑HCl缓冲溶液、脲酶储备液，脲储备液，加入焦性没食子酸溶液，再加入聚合物量子点；测该样品的荧光值，将测得的荧光值带入步骤2)的回归方程，得到待测样品中乐果溶液的残留量。

Description

一种有机磷农药残留的荧光检测方法

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种有机磷农药残留的荧光检测方法。

背景技术

作为一个农业大国，我国的农业对国民经济的发展以及人民的生活有着举足轻重的作用。化学农药由于其抑制范围广、作用效果快、稳定性好、便于贮藏和运输等优点是目前我国农业生产中不可或缺的重要生产资料。有机磷农药是有机磷酸酯类化合物的一种，由于其用途广泛、种类多样、易分解、药效快、不易蓄积等特点成为使用最多的杀虫剂。农药残留是施用农药后的必定现象，农药长久留存于大气、果蔬、泥土、水源中，不光造成了严重的环境污染，与此同时，在食物链的富集作用下，农药进入身体，会对人体产生各类风险。有机磷农药主要的中毒机制是抑制中枢神经中的胆碱酯酶活性，它会导致人体的神经系统遭到破坏，神经递质的传递被阻断，引起肌肉麻木进而中毒，轻则引起头疼、恶心、呕吐，严重患者导致死亡。

根据有机磷农药的理化形式及其生物学特性，检测方法主要有色谱法、光谱法、酶抑制法、荧光法等方法。这些传统的分析方法已发展的比较成熟，定量准确，灵敏度高。但是，设备昂贵，测定时间较长，需要专业技术人员操作，不易于我国小规模、分散的农产品与销售体系中经常性的现场快速检测。半导体聚合物量子点是一种新型的荧光纳米粒子，是量子点家族的新秀，刚刚得到人们的关注。它在生物荧光成像、生物传感、药物传输等许多领域都具有广泛的应用。作为一种新型的荧光纳米探针，具有发光亮度高、辐射速率快、光稳定性好、生物毒性低等特点。

发明内容

为了解决现有技术中有机磷农药残留的问题日益严重，不仅造成环境污染，而且还通过食品进入人体后对人体健康造成危害，本发明的目的是提供以一种具有准确度高、重现性好、灵敏度高、成本低的有机磷农药残留的荧光检测方法，主要是以半导体聚合物量子点为荧光探针，构建了基于酶抑制法的量子点检测体系，为有机磷农药残留的检测提供了新方法。

为了实现以上目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种有机磷农药残留的荧光检测方法，具体步骤如下：

(1)、样品预处理：将待测样品洗净、削皮，剪碎至长宽1-5cm的碎片，加入130mL-170mL无水甲醇，接着超声15min-30min，静置2h-3h后用滤纸过滤两至三次，得到澄清滤液，取滤液1mL-2mL，用纯净水稀释至10mL-20mL，得到滤液储备液备用；

(2)、标准曲线的绘制：取质量浓度为0μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL、500μg/mL、600μg/mL、700μg/mL、800μg/mL、900μg/mL、1000μg/mL的乐果溶液100μL-200μL，分别置于离心管中，然后分别加入Tris-HCl缓冲溶液、脲酶溶液、脲溶液，其中，Tris-HCl缓冲溶液200μL-800μL、脲溶液100μL-500μL，脲酶溶液100μL-300μL，离心管封口后放入25-35℃水浴中反应30-60min，取出后加入100μL-300μL焦性没食子酸溶液反应30min-40min，反应结束后加入100μL-200μL聚合物量子点；

最后，振荡各离心管使其充分反应，室温下利用荧光分光光度计分别测各体系的荧光值，以乐果溶液浓度为横坐标，体系荧光值为纵坐标，做出标准曲线，并求出标准曲线的回归方程；

(3)待测样品的测定：取步骤(1)经过预处理的滤液储备液100μL-200μL，置于离心管中，然后分别加入200μL-800μL Tris-HCl缓冲溶液、100μL-300μL脲酶储备液，100μL-500μL脲储备液，离心管封口后振荡，25-35℃水浴中反应30-60min，取出后加入100μL-300μL焦性没食子酸溶液，摇匀静置30min-40min，再加入100μL-200μL聚合物量子点；利用荧光分光光度计测该样品的荧光值，将测得的荧光值带入步骤(2)的回归方程，即可得到待测样品中乐果溶液的残留量。

进一步地，步骤(2)所述的荧光分光光度计选择光谱模式，主要参数设置如下：

光谱型：发射

吸收波长(nm)：428

发射波长范围(nm)：600-800

记录范围：0-1000

狭缝宽度(nm)：EX 10 EM 10

响应时间(sec)：0.5

进一步地，所述的Tris-HCl缓冲溶液的浓度为10mM-20mM；所述的脲溶液的浓度为5mM-10mM；所述的脲酶溶液的浓度为1U/L-3U/L；所述的焦性没食子酸溶液的浓度为5mM-15mM。

进一步地，所述的聚合物量子点的粒径范围为10nm-50nm，激发波长为410nm-430nm，发射波长为650nm-700nm。

所述的聚合物量子点的合成方法为：

将聚[{9,9-二己基-2,7-双(1-氰基亚乙烯基)亚芴基}-交替-共-{2,5-双(N,N'-二苯基氨基)-1,4-亚苯基}](PFBD)溶于四氢呋喃(THF)中，然后利用悬滴法将PFBD-THF溶液逐滴滴入去离子水中，去离子水的温度为50℃-70℃，保温60min-90min，得到聚合物量子点溶液；其中，PFBD溶液的浓度为0.1mg/mL-0.5mg/mL，去离子水的体积是PFBD-THF溶液体积的20-50倍。

本发明的原理是：首先我们利用纳米沉淀法合成荧光量子点并且构建了pH敏感的量子点/酚体系。上述体系在酸性环境下具有很强的荧光性能，在碱性环境下，酚类物质会被氧化成醌式结构，从而有效猝灭了量子点的荧光。基于上述原理，构建了有机磷农药(乐果)的检测体系。在脲酶的催化作用下，脲会分解成氢氧根、铵根和碳酸氢根，导致体系pH值升高，在酚类物质存在时会对导致量子点的荧光减弱。加入乐果农药后，由于脲酶的活性被抑制，产生的氢氧根减少，进而使醌类物质减少，量子点的荧光强度恢复。由此可见，量子点的荧光强度与乐果含量之间存在一定的比例关系，通过检测荧光强度的变化可以实现对乐果的定量检测。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明基于酶抑制体系，利用聚合物量子点作为荧光探针，检测果蔬中的有机磷农药。不同于传统的检测方法，本发明检测成本低，操作简单，灵敏度高，检测限低，并且具有较好的选择性。

附图说明

图1为本发明的乐果溶液浓度与体系荧光强度的标准曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)样品预处理：将准备好的苹果洗净、削皮，将苹果皮剪碎至长宽1cm的碎片，分装于两个250mL烧杯中，加入150mL无水甲醇，超声20min，静置2.5h后过滤两次，得到澄清滤液，取样品滤液1mL，用纯净水稀释至10mL，得到样品储备液备用。

(2)标准曲线的绘制

取质量浓度为0μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL、500μg/mL、600μg/mL、700μg/mL、800μg/mL、900μg/mL、1000μg/mL的乐果溶液100μL，分别置于1.5mL离心管中，然后分别加入Tris-HCl缓冲溶液、脲酶溶液、脲溶液，其中，Tris-HCl缓冲溶液400μL，脲溶液100μL，脲酶溶液200μL，离心管封口后振荡，30℃水浴50min，取出后分别加入100μL焦性没食子酸溶液，摇匀静置30min，再加入聚合物量子点溶液100μL；

最后，振荡各离心管使其充分反应，室温下利用荧光分光光度计分别测各体系的荧光值，以乐果溶液浓度为横坐标，体系荧光值为纵坐标，做出标准曲线，如图1所示，并求出标准曲线的回归方程：F＝260.11+0.664[dimethoate]，μg/mL。

所述的荧光分光光度计选择spectrum模式，主要参数设置如下：

光谱型：发射

吸收波长(nm)：428

发射波长范围(nm)：600-800

记录范围：0-1000

狭缝宽度(nm)：EX 10 EM 10

响应时间(sec)：0.5

(3)待测样品的测定：分别取步骤(1)的两种经过预处理的滤液储备液100μL，置于离心管中，然后分别加入400μL Tris-HCl缓冲溶液、200μL脲酶储备液，100μL脲储备液，离心管封口后振荡，30℃水浴中反应50min，取出后加入100μL焦性没食子酸溶液，摇匀静置30min，再加入100μL聚合物量子点；利用荧光分光光度计测该样品的荧光值，将测得的荧光值带入步骤(2)的回归方程，即可得到待测样品中乐果溶液的残留量，回收率为102.7％，相对标准偏差为1.8％。

所述的Tris-HCl缓冲溶液的浓度为10mM；所述的脲溶液的浓度为5mM；所述的脲酶溶液的浓度为1.86U/L；所述的焦性没食子酸溶液的浓度为10mM。

其中，聚合物量子量的合成步骤如下：PFBD难溶于水，易溶于四氢呋喃，将PFBD溶解于四氢呋喃中，利用悬滴法将PFBD-THF溶液逐滴滴入去离子水中，由于PFBD强烈的疏水性，使得PFBD-THF液滴在水中聚集成球，去离子水的温度为70℃，保温60min。四氢呋喃沸点65℃-66℃，在此过程中四氢呋喃蒸发，制得聚合物量子点溶液。其中，PFBD溶液的浓度为0.1mg/mL，PFBD-THF溶液1mL，去离子水24mL，制备完成后再用去离子水定容到25mL，最终制得聚合物量子点溶液50μg/mL。

Claims (5)

1.一种有机磷农药残留的荧光检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)、样品预处理：将待测样品洗净、削皮，剪碎至长宽1-5cm的碎片，加入130mL-170mL无水甲醇，接着超声15min-30min，静置2h-3h后用滤纸过滤两至三次，得到澄清滤液，取滤液1-2mL，用纯净水稀释至10mL-20mL，得到滤液储备液备用；

(2)、标准曲线的绘制：取质量浓度为0μg/mL、0.5μg/mL、1μg/mL、5μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、200μg/mL、300μg/mL、400μg/mL、500μg/mL、600μg/mL、700μg/mL、800μg/mL、900μg/mL、1000μg/mL的乐果溶液100μL-200μL，分别置于离心管中，然后分别加入Tris-HCl缓冲溶液、脲酶溶液、脲溶液，其中，Tris-HCl缓冲溶液200μL-800μL、脲溶液100μL-500μL，脲酶溶液100μL-300μL，离心管封口后放入25-35℃水浴中反应30-60min，取出后加入100μL-300μL焦性没食子酸溶液反应30min-40min，反应结束后加入100μL-200μL聚合物量子点；

最后，振荡各离心管使其充分反应，室温下利用荧光分光光度计分别测各体系的荧光值，以乐果溶液浓度为横坐标，体系荧光值为纵坐标，做出标准曲线，并求出标准曲线的回归方程；

(3)待测样品的测定：取步骤(1)的经过预处理的滤液储备液100μL-200μL，置于离心管中，然后分别加入200μL-800μLTris-HCl缓冲溶液、100μL-300μL脲酶储备液，100μL-500μL脲储备液，离心管封口后振荡，25-35℃水浴中反应30-60min，取出后加入100μL-300μL焦性没食子酸溶液，摇匀静置30min-40min，再加入100μL-200μL聚合物量子点；利用荧光分光光度计测该样品的荧光值，将测得的荧光值带入步骤(2)的回归方程，即可得到待测样品中乐果溶液的残留量。

2.如权利要求1所述的一种有机磷农药残留的荧光检测方法，其特征在于，步骤(2)所述的荧光分光光度计选择光谱模式，主要参数设置如下：

光谱型：发射

吸收波长(nm)：428

发射波长范围(nm)：600-800

记录范围：0-1000

狭缝宽度(nm)：EX 10EM 10

响应时间(sec)：0.5。

3.如权利要求1所述的一种有机磷农药残留的荧光检测方法，其特征在于，所述的Tris-HCl缓冲溶液的浓度为10mM-20mM；所述的脲溶液的浓度为5mM-10mM；所述的脲酶溶液的浓度为1U/L-3U/L；所述的焦性没食子酸溶液的浓度为5mM-15mM。

4.如权利要求1所述的一种有机磷农药残留的荧光检测方法，其特征在于，所述的聚合物量子点的粒径为10nm-50nm，激发波长为410nm-430nm，发射波长为650nm-700nm。

5.如权利要求1所述的一种有机磷农药残留的荧光检测方法，其特征在于，所述的聚合物量子点，其制备方法如下：

将聚[{9,9-二己基-2,7-双(1-氰基亚乙烯基)亚芴基}-交替-共-{2,5-双(N,N'-二苯基氨基)-1,4-亚苯基}](PFBD)溶于四氢呋喃(THF)中，然后利用悬滴法将PFBD-THF溶液逐滴滴入去离子水中，去离子水的温度为50℃-70℃，保温60min-90min，得到聚合物量子点溶液；其中，PFBD溶液的浓度为0.1mg/mL-0.5mg/mL，去离子水的体积是PFBD-THF溶液体积的20-50倍。