CN109959654A - 一种氨基甲酸酯类农药的比色快速检测试纸 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氨基甲酸酯类农药的比色快检试纸。试纸采用化学显色原理，通过过滤富集方式可实现至少七种氨基甲酸酯类农药的快速检测。试纸稳定性好，灵敏度高，检测下限可低至0.2ppm，且操作过程方便快捷，检测结果一目了然，因此，适用于氨基甲酸酯类农药的现场快速检测。

Description

一种氨基甲酸酯类农药的比色快速检测试纸
技术领域
本发明属于农药快速检测技术领域。具体涉及一种利用比色法快速检测氨基甲酸酯类农药的试纸。
背景技术
氨基甲酸酯类农药是目前世界范围内广泛使用的、具有高效低毒特点的一类农药。该类农药对病虫害的作用机理与有机磷类农药一致，即通过抑制胆碱酯酶活性，使酶活性中心丝氨酸的羟基被氨基甲酰化，从而失去酶对乙酰胆碱的水解能力。由于氨基甲酸酯类农药与胆碱酯酶结合是可逆的，且在机体内很快被水解，胆碱酯酶活性较易恢复，故其毒性作用较有机磷农药中毒为轻。
传统的针对氨基甲酸酯类农药的检测方法主要依赖于实验室大型仪器，如气相色谱、液相色谱、色谱-质谱联用等，虽然结果准确，灵敏度高，但耗时耗力，且成本较高，不利于现场快速监测筛查。目前市面上针对氨基甲酸酯类农药的快速检测仍基于胆碱酯酶的抑制作用。这种方法不能区分检测有机磷类和氨基甲酸酯类农药，且灵敏度较低，不能满足某些领域的检测需求，如在诊断农药中毒原因过程中，酶抑制法不能确定农药品种，导致施救过程出现延迟，耽误患者病情康复。因此，亟需发展一种灵敏度高，对氨基甲酸酯类农药选择性好且价格低廉的检测方法，真正实现该类农药的快速甄别。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用比色法快速检测氨基甲酸酯类农药的试纸，该试纸制备简便，稳定性好，灵敏度高，能够满足常见氨基甲酸酯类农药的检测需求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
比色快速检测试纸由分别用于测试空白组和实验组的两个重复单元组成，每个单元的试纸均包括中部的亲水显色区域，围绕于亲水显色区域四周外部的环状疏水区域，
所述的试纸为多孔滤纸、醋酸纤维素酯膜或其他具有同等效果的平板状基质，
所述的亲水显色区域是指固载有可与经过处理的氨基甲酸酯类农药发生显色反应的试剂；
所述的外部疏水区域是指于试纸上的亲水显色区域四周处涂覆疏水材料而形成，优选除试纸上的亲水显色区域外的其他面积通过涂覆疏水材料而形成，且使疏水区域的疏水材料浸入至试纸内部。
所述空白组和实验组是指检测对象分别为纯净水和可能含有氨基甲酸酯类农药的待测溶液；
所述氨基甲酸酯类农药的处理方法为0.5-1.0mL含氨基甲酸酯类农药的待测溶液中加入0.5mL的1.0-5.0g/L的NaOH水溶液后，优选加入2.0-4.0g/L的NaOH水溶液，再加入0.1-0.2mL的0.5-2.0g/L的氧化剂水溶液，优选加入0.8-1.5g/L的氧化剂水溶液；
所述可与经过处理的氨基甲酸酯类农药发生显色反应的试剂为试剂A，试剂A为2-氨甲基-p-氨基苯酚，2,6-二氯-4-氨基苯酚，或邻氯对氨基苯酚中的一种或二种以上；
所述的试剂A的固载方法为利用聚合物溶液配制1-10g/L的试剂A，优选浓度为2-5g/L，取1-3μL滴涂于试纸的亲水区域上，亲水区域面积为0.08-0.3cm2，晾干备用。
氧化剂包括过氧化氢，高碘酸钾，次氯酸，过硫酸钾中的一种或二种以上。
所述聚合物溶液的制备方法为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、甲醇、0.1-1mol/L的四丁基氢氧化铵甲醇溶液以1：(2-5)：(6-8)：(50-70)：(0.1-0.3)质量比混合，40-60℃搅拌反应4-6小时，得聚合物溶液。
所述的疏水材料是指聚二甲基硅氧烷(PDMS)或蜡中的一种或二种以上。
所述的氨基甲酸酯类农药包括残杀威，除蚜威，二甲威，速灭威，西维因，异丙威，仲丁威中的一种或二种以上。
氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的使用方法为：取0.5-1mL纯净水和0.5-1mL待测溶液，分别经过如权利要求2中所述的方法处理(先加入碱再加入强氧化剂)，然后，再分别取0.4-1.0mL的同等体积的处理液，滴加到两个重复单元中心亲水显色区域(0.08-0.3cm2)中，试纸下方垫有吸水滤纸，当空白组和实验组的溶液全部被吸水滤纸吸收后，静置2-5min，通过观察空白组和实验组指示剂颜色的变化来判断待测溶液中是否存在氨基甲酸酯类农药。
若待测溶液中不含有氨基甲酸酯类农药，则实验组试纸颜色同空白组，表现为黄棕色；若待测溶液中含有氨基甲酸酯类农药时，则实验组试纸颜色将由黄棕色变化成绿色，变成绿色的深浅与氨基甲酸酯类农药的浓度具有正相关性。
本发明具有如下优点:
1.比色快检试纸制作简单，稳定性好，灵敏度高，检测下限可低至0.2ppm，整个检测过程仅需5分钟即可得到检测结果，无需仪器设备辅助，适用于该类农药的现场快速检测；
2.快检试纸基于氨基甲酸酯类农药碱解后特征酚羟基在氧化性条件下与显色剂发生显色反应，因此对其他种类农药不响应，选择性高。
附图说明
图1.氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的一种外观；
图2.比色快检试纸对1ppm氨基甲酸酯类农药的检测结果；
图3.比色快检试纸对1ppm异丙威农药的检测结果。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应将此理解为本发明仅局限于以下实施例，凡是基于本发明内容实现的技术，都应视为本发明的范围。
实施例1.
氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的制作：在多孔滤纸上通过喷蜡打印机打印两个相同的尺寸为2cm×2cm的黑色正方形并空出其中心面积为0.2cm2的圆形内部。将打印好的滤纸放入120℃烘箱烘烤10min，使得固体蜡熔化后摄入滤纸孔隙，形成疏水区域，中心未打印的圆形保留滤纸的亲水性。聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、甲醇、1mol/L的四丁基氢氧化铵甲醇溶液以1：5：8：70：0.3质量比混合，60℃搅拌反应4小时，得聚合物溶液，利用该溶液溶解配制3g/L的2-氨甲基-p-氨基苯酚，取3μL滴涂于中心圆形亲水区域上，晾干备用(图1)。
实施例2.
氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的制作：在多孔滤纸上通过喷蜡打印机打印两个相同的尺寸为2cm×2cm的黑色正方形并空出其中心面积为0.2cm2的圆形内部。将打印好的滤纸放入120℃烘箱烘烤10min，使得固体蜡熔化后摄入滤纸孔隙，形成疏水区域，中心未打印的圆形保留滤纸的亲水性。聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、甲醇、1mol/L的四丁基氢氧化铵甲醇溶液以1：5：8：70：0.3质量比混合，60℃搅拌反应4小时，得聚合物溶液，利用该溶液溶解配制1g/L的2-氨甲基-p-氨基苯酚，取3μL滴涂于中心圆形亲水区域上，晾干备用(图1)。
实施例3.
氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的制作：通过刻录机将PDMS涂覆到醋酸纤维素酯膜上，刻录机输出图形为两个相同尺寸的，外圆直径1.5cm、内圆直径0.3cm的同心圆，内外圆之间的面积全部涂覆PDMS，晾干后形成疏水区域，内圆仍保留醋酸纤维素酯膜的亲水性。聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、甲醇、1mol/L的四丁基氢氧化铵甲醇溶液以1：:2：6：50：0.1质量比混合，60℃搅拌反应6小时，得聚合物溶液，利用该溶液溶解配制5g/L的2,6-二氯-4氨基苯酚，取1μL滴涂于中心圆形亲水区域上，晾干备用。
实施例4.
利用实施例1中所制备的比色快检试纸对1ppm的氨基甲酸酯类农药(残杀威、除蚜威、二甲威、西维因、异丙威、速灭威、仲丁威)进行检测，首先取1mL纯净水和1mL含有1ppm氨基甲酸酯类农药的待测溶液，向其中分别加入0.5mL的1.0g/L的NaOH水溶液后，再加入0.1mL的2.0g/L的双氧水水溶液，摇匀后，分别取上述0.4mL的同等体积的处理液，滴加到快检试纸的两个重复单元中心亲水区域中，试纸下方垫有吸水滤纸，当空白组和实验组的溶液全部被吸水滤纸吸收后，静置5min，得到图2所示的检测效果，可见，残杀威、除蚜威、二甲威、仲丁威使得试纸颜色由黄棕色变成了深绿色；速灭威使得试纸由黄棕色变成了黄绿色；而细微因和异丙威使得试纸由黄棕色变成了蓝色。其中，比色快检试纸对1ppm的除蚜威响应最为明显。将除蚜威的浓度分别降低到0.1ppm、0.2ppm、0.5ppm再次利用比色试纸进行测试，结果发现，除蚜威浓度为0.1ppm时，试纸颜色不发生改变，仍为黄棕色，当除蚜威浓度升至0.2ppm时，试纸相对于空白组试纸颜色发生了轻微改变，有黄棕色变成偏绿色，说明该比色快检试纸对除蚜威农药的检测限可低至0.2ppm，该结果明显优于目前市面上存在的氨基甲酸酯类农药的酶抑制检测方法的灵敏度。
实施例5.
采用实施例2中所制备的试纸重复实施例4中所述的检测过程，结果发现，实施例2中所制备的试纸仍对1ppm的氨基甲酸酯类农药包括残杀威、除蚜威、二甲威、西维因、异丙威、速灭威、仲丁威产生颜色响应，但颜色变化效果较实施例1中所制备的试纸的效果相对弱一些，说明试纸上指示剂浓度在优选范围内(2-5g/L)会使得所制备的试纸的检测效果更佳，灵敏度更高。
实施例6.
利用实施例1中所制备的比色快检试纸对1ppm的异丙威农药进行检测，首先取1mL空白溶液和1mL含有1ppm异丙威农药的待测溶液，向其中分别加入0.5mL的5.0g/L的NaOH水溶液后，再加入0.1mL的0.5g/L的高碘酸钾水溶液，摇匀后，分别取上述1mL的同等体积的处理液，滴加到快检试纸的两个重复单元中心亲水区域中，试纸下方垫有吸水滤纸，当空白组和实验组的溶液全部被吸水滤纸吸收后，静置2min，得到图3所示的检测效果，可见，异丙威使得试纸颜色发生了改变，由黄棕色变为绿色。
实施例7.
利用实施例1中所制备的比色快检试纸对1ppm的异丙威农药进行检测，首先取1mL空白溶液和1mL含有1ppm异丙威农药的待测溶液，向其中分别加入0.5mL的2.0g/L的NaOH水溶液后，再加入0.1mL的1g/L的高碘酸钾水溶液，摇匀后，分别取上述1mL的同等体积的处理液，滴加到快检试纸的两个重复单元中心亲水区域中，试纸下方垫有吸水滤纸，当空白组和实验组的溶液全部被吸水滤纸吸收后，静置2min，结果发现，选用该优选的氨基甲酸酯类农药处理条件，即NaOH浓度在2.0-4.0g/L，氧化剂浓度在0.8-1.5g/L时，试纸颜色变化要明显优于实施例6中的效果，试纸颜色由黄棕色变为墨绿色。

Claims (8)

1.一种氨基甲酸酯类农药的比色快速检测试纸，其特征在于：比色快速检测试纸由分别用于测试空白组和实验组的两个重复单元组成，每个单元的试纸均包括中部的亲水显色区域，围绕于亲水显色区域四周外部的环状疏水区域，
所述的试纸为多孔滤纸、醋酸纤维素酯膜或其他具有同等效果的平板状基质，
所述的亲水显色区域是指固载有可与经过处理的氨基甲酸酯类农药发生显色反应的试剂；
所述的外部疏水区域是指于试纸上的亲水显色区域四周处涂覆疏水材料而形成，优选除试纸上的亲水显色区域外的其他面积通过涂覆疏水材料而形成，且使疏水区域的疏水材料浸入至试纸内部。
2.根据权利要求1所述的氨基甲酸酯类农药的比色快速检测试纸，其特征在于：所述空白组和实验组是指检测对象分别为纯净水和可能含有氨基甲酸酯类农药的待测溶液；
所述氨基甲酸酯类农药的处理方法为0.5-1.0mL含氨基甲酸酯类农药的待测溶液中加入0.5mL的1.0-5.0g/L的NaOH水溶液后，优选加入2.0-4.0g/L的NaOH水溶液，再加入0.1-0.2mL的0.5-2.0g/L的氧化剂水溶液，优选加入0.8-1.5g/L的氧化剂水溶液；得待测溶液；
所述可与经过处理的氨基甲酸酯类农药发生显色反应的试剂为试剂A，试剂A为2-氨甲基-p-氨基苯酚，2,6-二氯-4-氨基苯酚，或邻氯对氨基苯酚中的一种或二种以上；
所述的试剂A的固载方法为利用聚合物溶液配制1-10g/L的试剂A，优选浓度为2-5g/L，取1-3μL滴涂于试纸的亲水区域上，亲水区域面积为0.08-0.3cm2，晾干备用。
3.根据权利要求2所述的比色快速检测试纸，其特征在于：氧化剂包括过氧化氢，高碘酸钾，次氯酸，过硫酸钾中的一种或二种以上。
4.根据权利要求2所述的比色快速检测试纸，其特征在于：所述聚合物溶液的制备方法为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、甲醇、0.1-1mol/L的四丁基氢氧化铵甲醇溶液以1：(2-5)：(6-8)：(50-70)：(0.1-0.3)质量比混合，40-60℃搅拌反应4-6小时，得聚合物溶液。
5.根据权利要求1所述的氨基甲酸酯类农药的比色快速检测试纸，其特征在于：
所述的疏水材料是指聚二甲基硅氧烷(PDMS)或蜡中的一种或二种以上。
6.根据权利要求1所述氨基甲酸酯类农药的比色快速检测试纸，其特征在于：所述的氨基甲酸酯类农药包括残杀威，除蚜威，二甲威，速灭威，西维因，异丙威，仲丁威中的一种或二种以上。
7.一种权利要求1-6任一所述的氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的使用方法，其特征在于：
取0.5-1mL纯净水和0.5-1mL待测溶液，分别经过如权利要求2中所述的方法处理(先加入碱再加入强氧化剂)，然后，再分别取0.4-1.0mL的同等体积的处理液，滴加到两个重复单元中心亲水显色区域(0.08-0.3cm2)中，试纸下方垫有吸水滤纸，当空白组和实验组的溶液全部被吸水滤纸吸收后，静置2-5min，通过观察空白组和实验组指示剂颜色的变化来判断待测溶液中是否存在氨基甲酸酯类农药。
8.根据权利要求7所述的氨基甲酸酯类农药比色快检试纸的使用方法，其特征在于：若待测溶液中不含有氨基甲酸酯类农药，则实验组试纸颜色同空白组，表现为黄棕色；若待测溶液中含有氨基甲酸酯类农药时，则实验组试纸颜色将由黄棕色变化成绿色，变成绿色的深浅与氨基甲酸酯类农药的浓度具有正相关性。
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