CN109030166A - 用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶及其应用 - Google Patents

用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶，包括聚乙烯醇、壳聚糖乙酸溶液、质量浓度为37％的甲醛、活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液；本发明利用胆碱酯酶催化靛酚乙酸酯水解为乙酸与靛酚、以及有机磷或氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶有抑制作用的原理，通过聚乙烯醇(PVA)、乙酸、壳聚糖(CS)、甲醛、乙酰胆碱酯酶制作含酶凝胶，使凝胶具有很强的吸水性，同时也含有乙酰胆碱酶，可直接用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的检测；另外，凝胶作为酶的载体，便于保存在冷藏箱中，进而保证酶活性，从而提高检测的准确率。

Description

用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶及其应用
技术领域
本发明涉及一种用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶及其应用，属于农产品安全检测技术领域。
背景技术
近年来，食品安全问题已经严重威胁着人类的健康，而果蔬中由于过量使用或滥用农药而导致的农药残留及其急慢性中毒已经引起了社会的高度重视。目前，快速检测果蔬中有机磷和氨基甲酸酯类农药的残留量是否超标主要2种方法：
1、速测卡法，包括红色药片(含靛酚乙酸酯)和白色药片(含胆碱酯酶)，首先在白色药片(含胆碱酯酶)上滴加待检测溶液，10min后将白色药片与红色药片叠合在一起，3min后观察白色药片的颜色变化；若农药残留量超标，则白色药片为橙红色(被红色药片浸染的颜色)，若农药残留量未超标，则白色药片变为蓝色。该方法操作简单且直观，但是其结果受卡片的酶活性的影响，检测结果准确率较低。
2、酶抑制率法，包括农药残留快速检测仪，首先将配好的试剂粉末加蒸馏水配成缓冲液、显色剂、底物溶液和酶溶液(10min)，然后用缓冲液提取果蔬样品中的农药残留物(3min)，再将酶溶液、显色剂和提取农药残留物的缓冲液混合(15min)，最后加入底物溶液混合后，放入农药残留快速检测仪中的比色池中测出抑制率(3min)，进而通过抑制率判断是否有高剂量有机磷或氨基甲酸酯类农药。该检测方法操作复杂，且时间周期长(至少需要30min)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的酶凝胶及其制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶，包括如下组分及体积份：质量浓度为2％的聚乙烯醇90～110份、壳聚糖乙酸溶液90～110份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液8～20份，其中，所述壳聚糖乙酸溶液是通过将质量份1份壳聚糖完全溶于体积份50份质量浓度为1％的乙酸溶液中制备而成。
进一步地，所述凝胶包括如下组分及体积份：质量浓度为2％的聚乙烯醇100份、壳聚糖乙酸溶液100份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液10份。
进一步地，所述胆碱酯酶溶液采用乙酰胆碱酯酶溶液。
一种制备用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)原料选取及准备：选取聚乙烯醇溶液、壳聚糖乙酸溶液、质量浓度为37％的甲醛溶液和酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液，所述聚乙烯醇溶液是通过将质量份1份聚乙烯醇1788完全溶于质量份50份去离子水中制备而成，所述壳聚糖乙酸溶液是通过将质量份1份壳聚糖完全溶于体积份50份质量浓度为1％的乙酸溶液中制备而成；
(2)将体积比为1:1的聚乙烯醇溶液和壳聚糖乙酸溶液混合后取体积份180～220份，静置消泡或超声波消泡；加入体积份2份甲醛溶液，搅拌均匀后，温度50℃恒温水浴0.5h制备成透明无色的凝胶晶体；
(3)在透明无色的凝胶晶体冷却后加入体积份8～20份乙酰胆碱酶溶液，待溶液全部被凝胶吸收，即制得酶凝胶。
本发明的另一目的在于提供一种应用凝胶检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的方法，该方法使用凝胶作为胆碱酯酶的载体。
本发明的另一目的是通过以下技术方案实现的：
一种应用凝胶检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的方法，包括如下步骤：
(1)对照溶液制备：凝胶上加入体积份1份PBS缓冲液，再滴入体积份10份的显色剂，凝胶颜色由橙红色转为蓝色；
(2)待检测溶液制备：取和步骤(1)相同的凝胶上加入体积份1份待检测液体，再加入体积份10份显色剂，观察凝胶颜色；
(3)使用农药残留快速检测仪检测步骤(2)的待检测溶液抑制率，通过抑制率得出待检测液体中是否有有机磷或氨基甲酸酯类农药。
进一步地，所述显色剂的制备方法包括将质量份1份的靛酚乙酸酯完全溶于体积份为20份的浓度为98.5％乙酸酐中，在温度为50℃水浴的条件下振荡2h，再加入质量份1000份的冰块，然后将产生的絮状物滤出，并将絮状物溶于无水乙醇后用无水硫酸钠吸水，然后再加无水乙醇定容至体积份10000份，制成靛酚乙酸酯溶液。
进一步地，所述靛酚乙酸酯为2，6-二氯靛酚乙酸酯。
上述体积份和质量份的单位为同级单位，即体积份的ml与质量份的g对应，体积份的L与质量份的Kg对应。
本发明具有以下有益效果：
(1)利用胆碱酯酶催化靛酚乙酸酯水解为乙酸与靛酚、以及有机磷或氨基甲酸酯类农药对胆碱酯酶有抑制作用的原理，通过聚乙烯醇(PVA)、乙酸、壳聚糖(CS)、甲醛、乙酰胆碱酯酶制作含酶凝胶，使凝胶具有很强的吸水性，同时也含有乙酰胆碱酶，可直接用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的检测；
(2)凝胶作为酶的载体，便于保存在冷藏箱中，进而保证酶活性，从而提高检测的准确率；
(3)因制作的凝胶具有透光性，也可使用农药残留快速测试仪对有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的检测，其原理是通过测量光透过凝胶的抑制率进而实现对有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的检测；
(4)操作便捷、检测速度快、准确率高。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶包括如下组份及体积份：聚乙烯醇100份、壳聚糖乙酸溶液100份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液10份。
所述用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶的制作方法包括如下步骤：
(1)原料选取及准备：选取聚乙烯醇溶液、壳聚糖乙酸溶液、质量浓度为37％的甲醛溶液和酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液，所述聚乙烯醇溶液是通过将质量份1份聚乙烯醇1788完全溶于质量份50份去离子水中制备而成，所述壳聚糖乙酸溶液是通过将质量份1份壳聚糖完全溶于体积份50份质量浓度为1％的乙酸溶液中制备而成；
(2)将体积比为1:1的聚乙烯醇溶液和壳聚糖乙酸溶液混合后取体积份200份，静置消泡或超声波消泡。加入体积份2份甲醛溶液，搅拌均匀后，温度50℃恒温水浴0.5h制备成透明无色的凝胶晶体；
(3)在透明无色的凝胶晶体冷却后加入体积份10份乙酰胆碱酶溶液，待溶液全部被凝胶吸收，即制得酶凝胶。
所述胆碱酯酶优选选择乙酰胆碱酯酶。
需要说明的是，所述体积份和质量份的单位同级单位，即体积份的ml与质量份的g对应。
实施例2
本实施例提供的用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶包括如下组份及体积份：质量浓度为2％的聚乙烯醇90份、壳聚糖乙酸溶液90份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液8份。其制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供的用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶包括如下组份及体积份：质量浓度为2％的聚乙烯醇110份、壳聚糖乙酸溶液110份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液20份。其制备方法与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供用于有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶的制作方法包括如下步骤：
(1)原料选取及准备：选取聚乙烯醇溶液、壳聚糖乙酸溶液、质量浓度为37％的甲醛溶液和酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液，所述聚乙烯醇溶液是通过将1g聚乙烯醇1788完全溶于50ml温度为95℃去离子水中制备而成，所述壳聚糖乙酸溶液是通过将1g壳聚糖完全溶于50ml质量浓度为1％的乙酸溶液中制备而成；
(2)将体积比为1:1的聚乙烯醇溶液和壳聚糖乙酸溶液混合后，静置消泡或超声波消泡，取2ml出来，加入20ul甲醛溶液，搅拌均匀，温度50℃恒温水浴0.5h制备成透明无色的凝胶晶体；
(3)在透明无色的凝胶晶体冷却后加入100ul乙酰胆碱酯酶溶液，待溶液全部被凝胶吸收后，即制得酶凝胶。
实施例5
本实施例提供一种应用实施例4制备的凝胶的用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的方法包括如下步骤：
(1)显色剂制备：在实施例2制备的凝胶上滴入100ul的显色剂，凝胶颜色由橙红色转为蓝色；所述显色剂的制备方法包括将0.1g的2，6-二氯靛酚钠完全溶于体积份为2ml份的浓度为98.5％乙酸酐中，在温度为50℃水浴条件下振荡2h，再加入质量份100g的冰块，然后将产生的絮状物滤出，并将絮状物溶于无水乙醇后用无水硫酸钠吸水，然后再加无水乙醇定容至1L，制成靛酚乙酸酯溶液；
(2)对照溶液制备：在酶凝胶上加入250ulPBS缓冲液，再加入100ul显色剂，观察凝胶颜色，由橙红色变为蓝色。
(3)待检测溶液制备：再取相同的凝胶上加入250ul待检测液体，再加入100ul显色剂，观察凝胶颜色；
(4)判定农药残留：若步骤(3)颜色为与步骤(2)中的颜色一样，则证明待检测溶液中无有机磷和氨基甲酸酯类农药的存在，若颜色变为比(2)更浅的蓝色或者不变色依然为橙红色，则证明待检测溶液中有有机磷和氨基甲酸酯类农药的存在；
(5)将步骤(2)的对照溶液和步骤(3)的待检测溶液放在农药残留快速检测仪得到比色槽中，通过记录反映3min的吸光度变化值，计算其抑制率：
抑制率(％)＝[(A0-AT)A0]×100
式中，A0为对照溶液反应3min吸光度的变化值；AT为样品溶液反应3min吸光度的变化值；通过抑制率得出待检测液体中是否有有机磷或氨基甲酸酯类农药。

Claims (7)

1.一种用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶，其特征在于包括如下组分及体积份：质量浓度为2％的聚乙烯醇90～110份、壳聚糖乙酸溶液90～110份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液8～20份，其中，所述壳聚糖乙酸溶液是通过将质量份1份壳聚糖完全溶于体积份50份质量浓度为1％的乙酸溶液中制备而成。
2.根据权利要求1所述的用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶，其特征在于：所述凝胶包括如下组分及体积份：质量浓度为2％的聚乙烯醇100份、壳聚糖乙酸溶液100份、质量浓度为37％的甲醛2份、酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液10份。
3.根据权利要求1或2所述的用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶，其特征在于：所述胆碱酯酶溶液采用乙酰胆碱酯酶溶液。
4.一种制备权利要求3所述的用于检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的凝胶的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)原料选取及准备：选取聚乙烯醇溶液、壳聚糖乙酸溶液、质量浓度为37％的甲醛溶液和酶活力为0.2U/ml的胆碱酯酶溶液，所述聚乙烯醇溶液是通过将质量份1份聚乙烯醇1788完全溶于质量份50份去离子水中制备而成，所述壳聚糖乙酸溶液是通过将质量份1份壳聚糖完全溶于体积份50份质量浓度为1％的乙酸溶液中制备而成；
(2)将体积比为1:1的聚乙烯醇溶液和壳聚糖乙酸溶液混合后取体积份180～220份，消泡，加入体积份2份甲醛溶液，搅拌均匀后，温度50℃恒温水浴0.5h制备成透明无色的凝胶晶体；
(3)在透明无色的凝胶晶体冷却后加入体积份8～20份乙酰胆碱酶溶液，待溶液全部被凝胶吸收，即制得酶凝胶。
5.一种应用权利要求4制备的凝胶检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)对照溶液制备：在酶凝胶上加入体积份1份PBS缓冲液，再滴入体积份10份的显色剂，凝胶颜色由橙红色转为蓝色；
(2)待检测溶液制备：取和步骤(1)相同的凝胶上加入体积份1份待检测液体，再加入体积份10份显色剂，观察凝胶颜色；
(3)使用农药残留快速检测仪检测步骤(2)的待检测溶液抑制率，通过抑制率得出待检测液体中是否有有机磷或氨基甲酸酯类农药。
6.根据权利要求5所述的检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的方法，其特征在于：所述显色剂的制备方法包括将质量份1份的靛酚乙酸酯完全溶于体积份为20份的浓度为98.5％乙酸酐中，在温度为50℃水浴的条件下振荡2h，再加入质量份1000份的冰块，然后将产生的絮状物滤出，并将絮状物溶于无水乙醇后用无水硫酸钠吸水，然后再加无水乙醇定容至体积份10000份，制成靛酚乙酸酯溶液。
7.根据权利要求6所述的检测有机磷和氨基甲酸酯类农药含量的方法，其特征在于：所述靛酚乙酸酯为2，6-二氯靛酚乙酸酯。
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