CN110044894B - 一种三唑醇的比色检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种三唑醇的比色检测方法，属于农残检测技术领域，具体涉及一种三唑醇的可视化检测方法；通过柠檬酸钠还原法制备纳米金颗粒，将纳米金颗粒、缓冲溶液和纤维素凝胶混合，即得纳米金比色凝胶；本发明制备的纳米金比色凝胶接触目标物后，波长在可见光区域内发生改变，在10min内实现颜色由酒红色向深蓝色的变化，可脱离大型仪器，仅通过自然光下的裸眼比色，实现对目标物的半定量分析；纳米金比色凝胶透光性良好，可在紫外光谱仪下实现定量分析，并且峰型平滑，无杂峰干扰；纳米金凝胶形状可控，方便保存、携带，制备方法简单，成本低。

Description

一种三唑醇的比色检测方法
技术领域
本发明公开一种三唑醇的比色检测方法，属于农残检测技术领域。
背景技术
三唑类杀菌剂具有有机杂环结构，化学和光化学稳定性高，生物降解性低，可以在作物及其生长环境中长期滞留，三唑类杀菌剂可抑制类固醇激素生物合成，对人类和野生动物的内分泌系统、生殖系统产生副作用，因此被列入欧盟内分泌干扰物战略制定的化学品优先清单和生殖毒性类别Ⅱ，因此农产品中三唑类农残的痕量分析尤为重要。
目前三唑醇的检测方法多为仪器分析法，如：液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法、毛细管电泳法、酶联免疫法等，但这些方法都会存在各自的缺陷，如：灵敏度有限、仪器价格昂贵、操作过程繁琐、对操作人员技术要求高、检测周期长、活性难分离等。以快速、可视化的检测方法可以代替传统的仪器分析方法，可避免大型仪器的使用，节省时间、人力、物力、财力，在实时现场检测中应用而受到欢迎。其中，纳米金因其优异的化学稳定性和良好的光学性质而作为光化学传感器的荧光材料或载体，在可视化检测中得到广泛应用，陈黎等人发明了一种三唑醇试纸条（中国专利CN105486872，一种检测三唑醇的试纸条及其制备方法和应用），三唑醇与反应膜检测线上的三唑醇半抗原-载体蛋白偶联物竞争结合三唑醇单克隆抗体-胶体金标记物，根据检测线红色条带深浅来判断样品中是否含有三唑醇，该方法只能实现对三唑醇的定性分析，试纸条制备过程繁琐，颜色变化范围窄。刘广洋等人制备了紫外、荧光双信号传导性能的纳米金-碲化镉荧光探针（Liu G, Huang X, Zheng S,et al. Novel triadimenol detection assay based on fluorescence resonanceenergy transfer between gold nanoparticles and cadmium telluride quantum dots[J]. Dyes and Pigments, 2018, 149: 229-235.），该荧光探针对储存环境要求高，稳定性差，识别目标物时颜色持续变化，且变化迅速，需精确把控检测时间，可能导致检测结果存在一定的误差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种三唑醇的比色检测方法，以替代常用的大型检测仪器，该比色凝胶储存稳定性强，颜色变化范围广，可同时利用裸眼比色和紫外光谱仪实现对目标物的半定量和定量快速分析，可取得较好的效果，且制备方法简单。
本发明将纳米金比色传感器与纤维素凝胶混合制备纳米金比色凝胶；纳米金比色传感器颜色变化丰富，可实现由深红色向深蓝色的变化，经过粒径优化和pH环境优化，识别速度更快，利用纤维素凝胶包裹纳米金比色传感器可增强比色凝胶的稳定性，在自然光、室温下储存稳定强，且形状可控，可实现半定量分析，同时可在紫外光谱下实现定量分析。
本发明三唑醇的比色检测方法，具体步骤如下：
（1）用王水将制备所用的玻璃器皿浸泡过夜，用超纯水洗至中性；将柠檬酸三钠水溶液和超纯水，或氯金酸水溶液加入圆底烧瓶中，在100～130℃下剧烈搅拌至沸腾，迅速加入质量浓度0.01%~0.034%的氯金酸水溶液或质量浓度0.5～1%的柠檬酸三钠水溶液，100～130℃下搅拌10~20min，直至液体变成深红色时停止加热，在自然条件下降温至室温，用孔径0.22μm的PES滤膜过滤，得到纳米金颗粒液体；
所述加入圆底烧瓶中的柠檬酸三钠水溶液和超纯水的体积比为1:31～1:7，其中柠檬酸三钠水溶液的质量浓度为0.5～1%；柠檬酸三钠水溶液和超纯水的总体积与后续加入的氯金酸水溶液的体积比为17:5～16:1；
所述加入圆底烧瓶中氯金酸水溶液的质量浓度为0.01～0.034%；氯金酸水溶液与后续加入的柠檬酸三钠水溶液的体积比为50:3~200:7；
（2）将步骤（1）的纳米金颗粒液体与pH 3～6、浓度为0.01～0.1mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液按体积比5:4～5:1混合均匀，即得纳米金比色传感器；
（3）配置浓度在30～180μmol/L范围内的三唑醇标准溶液，将纤维素和不同浓度的三唑醇标准溶液在20～40℃、500～1000rpm下混匀，制得混合凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与混合凝胶在20～40℃下混匀，制得不同浓度标准品的纳米金比色凝胶，浓度由低到高颜色由红色向蓝色变化，对不同浓度标准品的纳米金比色凝胶拍照，作为标准比色卡，用于后期肉眼比对，或利用紫外光谱仪测试不同浓度标准品的纳米金比色凝胶的吸光度值，以吸光度值对其相应的浓度作图进行回归分析，即得到标准工作曲线，由此得到三唑醇的线性回归方程；
所述步骤（3）中纤维素与三唑醇标准溶液的质量比为3:100～1:10，纳米金比色传感器与混合凝胶的质量比为1:5～3:1；
所述纳米金比色传感器与混合凝胶在转速200～1000rpm下混匀；
所述纤维素为羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素钠的一种；
（4）将纤维素和含有三唑醇的待检测物在20～40℃、500～1000rpm下混匀，制备含有三唑醇的纤维素凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在20～40℃下混匀，得到待检测的纳米金比色凝胶，用肉眼对待检测的纳米金比色凝胶与步骤（3）标准比色卡比色，进行半定量分析，进而确定待检测物的浓度范围；或利用紫外光谱仪测定待检测的纳米金比色凝胶的吸光度值，带入步骤（3）回归方程，计算出样品中三唑醇的含量。
所述纤维素为羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素钠的一种；
所述步骤（4）中纤维素与含有三唑醇的待检测物的质量比为3:100～1:10，纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶的质量比为1:5～3:1；
所述纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在转速200～1000rpm下混匀。
本发明的有益效果：
1、本发明中的纳米金比色凝胶储存稳定性强；接触目标物后可实现由深红色到深蓝色的变化，颜色变化丰富，便于裸眼半定量快速分析；同时可利用紫外光谱仪实现定量快速分析，纤维素凝胶透光性强，紫外光谱无杂峰，检测结果稳定；
2、本发明制备周期短，制备材料成本低，检测过程操作简单，操作人员易于操控。
附图说明
图1为纳米金颗粒形态示意图；
图2为0、30、45、90、135、180μmol/L纳米金比色凝胶颜色由红到蓝的标准比色卡；
图3为标准品的纳米金比色凝胶的紫外光谱图；
图4为三唑醇吸光度值与浓度线性拟合关系图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1：本三唑醇的比色检测方法，具体步骤如下：
（1）用王水将制备所用的玻璃器皿浸泡过夜，用超纯水洗至中性；将质量浓度1%的柠檬酸三钠水溶液和的超纯水加入圆底烧瓶中，120℃下剧烈搅拌至沸腾，迅速加入质量浓度0.034%的氯金酸水溶液，继续在120℃下搅拌15min，待液体变成深红色时停止加热，自然降温至室温，用孔径0.22μm的PES 滤膜过滤，得到纳米金颗粒液体，其中加入圆底烧瓶中的柠檬酸三钠水溶液和超纯水的体积比为10:73，柠檬酸三钠水溶液和超纯水的总体积与后续加入的氯金酸水溶液的体积比为17:5；纳米金颗粒液体中纳米金颗粒的粒径约为10nm，其颗粒形态如图1所示；
（2）将步骤（1）的纳米金颗粒液体与pH 4.75、浓度为0.1mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液按体积比5:4混合均匀，即得纳米金比色传感器；
（3）配置浓度30、45、90、135、180μmol/L的三唑醇标准溶液，将羧甲基纤维素钠和不同浓度的三唑醇标准溶液在30℃、800rpm下混匀15min，制得混合凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与混合凝胶在30℃、700rmp下混匀10min，制得不同浓度标准品的纳米金比色凝胶，浓度由低到高颜色由红色向蓝色变化，其中，制备过程中加入浓度为0的三唑醇标准品的纳米金比色凝胶作为对照样品，对不同浓度标准品的纳米金比色凝胶拍照，作为标准比色卡（见图2），用于后期肉眼比对，或利用紫外光谱仪测试不同浓度标准品的纳米金比色凝胶的吸光度值，以吸光度值对其相应的浓度作图进行回归分析，即得到标准工作曲线，由此得到三唑醇的线性回归方程，其中羧甲基纤维素钠与三唑醇标准溶液的质量比为1:10，纳米金比色传感器与混合凝胶的质量比为1:5；
标准品的纳米金比色凝胶的紫外光谱图如图3所示，加入三唑醇标准品浓度为30-180μmol/L的纳米金比色凝胶与对照样品在600nm与517nm的吸光度的比值之差与三唑醇浓度线性拟合关系图如图4所示，线性关系式为y=0.00453x-0.07973(r2=0.98412)；
（4）将羧甲基纤维素钠和三唑醇水溶液（配置135μmol/L的作为待检测物）在30℃、800rpm下混匀15min，制备含有三唑醇的纤维素凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在30℃、700rmp下混匀10min，得到待检测的纳米金比色凝胶，其中羧甲基纤维素钠与三唑醇水溶液的质量比为1:10，纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶的质量比为1:5；用肉眼对待检测的纳米金比色凝胶与步骤（3）标准比色卡比色，其颜色对应于135～180μmol/L浓度之间，进而确定三唑醇水溶液浓度在135～180μmol/L范围内；
或利用紫外光谱仪测定待检测的纳米金比色凝胶的吸光度值，带入步骤（3）回归方程，计算出样品中三唑醇的含量为138μmol/L。
实施例2：本三唑醇的比色检测方法，具体步骤如下：
（1）用王水将制备所用的玻璃器皿浸泡过夜，用超纯水洗至中性；将质量浓度0.01%的氯金酸水溶液加入圆底烧瓶中，110℃下剧烈搅拌至沸腾，迅速加入质量浓度1%的柠檬酸三钠水溶液，继续在100℃下搅拌20min，待液体变成深红色时停止加热，自然降温至室温，用孔径0.22μm的PES 滤膜过滤，得到纳米金颗粒液体，其中加入圆底烧瓶中的氯金酸水溶液和柠檬酸三钠水溶液的体积比为200:7；纳米金颗粒液体中纳米金颗粒的粒径约为15nm；
（2）将步骤（1）的纳米金颗粒液体与pH3.5、浓度为0.1mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液按体积比5:3混合均匀，即得纳米金比色传感器；
（3）本步骤同实施例1的步骤（3），线性关系式为y=0.00453x-0.07973(r2=0.98412)；
（4）将羧甲基纤维素钠和三唑醇水溶液（配置85μmol/L的作为待检测物）在30℃、800rpm下混匀15min，制备含有三唑醇的纤维素凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在30℃、700rmp下混匀10min，得到待检测的纳米金比色凝胶，其中羧甲基纤维素钠与三唑醇水溶液的质量比为1:10，纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶的质量比为1:5；用肉眼对待检测的纳米金比色凝胶与步骤（3）标准比色卡比色，其颜色对应于45～90μmol/L浓度之间，进而确定三唑醇水溶液浓度在45～90μmol/L范围内；
或利用紫外光谱仪测定待检测的纳米金比色凝胶的吸光度值，带入步骤（3）回归方程，计算出样品中三唑醇的含量为84μmol/L。
实施例3：本三唑醇的比色检测方法，具体步骤如下：
（1）用王水将制备所用的玻璃器皿浸泡过夜，用超纯水洗至中性；将质量浓度0.02%的氯金酸水溶液加入圆底烧瓶中，115℃下剧烈搅拌至沸腾，迅速加入质量浓度0.8%的柠檬酸三钠水溶液，继续在115℃下搅拌15min，待液体变成深红色时停止加热，自然降温至室温，用孔径0.22μm的PES 滤膜过滤，得到纳米金颗粒液体，其中氯金酸水溶液与后续加入的柠檬酸三钠水溶液的体积比为20:1；纳米金颗粒液体中纳米金颗粒的粒径为约为17nm；
（2）将步骤（1）的纳米金颗粒液体与pH 4.5、浓度为0.02mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液按体积比5:2混合均匀，即得纳米金比色传感器；
（3）配置浓度30、45、90、135、180μmol/L的三唑醇标准溶液，将甲基乙基纤维素和不同浓度的三唑醇标准溶液在25℃、500rpm下混匀15min，制得混合凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与混合凝胶在25℃、1000rmp下混匀10min，制得不同浓度标准品的纳米金比色凝胶，浓度由低到高颜色由红色向蓝色变化，其中，制备过程中加入浓度为0的三唑醇标准品的纳米金比色凝胶作为对照样品，对不同浓度标准品的纳米金比色凝胶拍照，作为标准比色卡，用于后期肉眼比对；其中甲基乙基纤维素与三唑醇标准溶液的质量比为1:20，纳米金比色传感器与混合凝胶的质量比为2:1；
（4）将甲基乙基纤维素和三唑醇水溶液（配置35μmol/L的作为待检测物）在25℃、500rpm下混匀15min，制备含有三唑醇的纤维素凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在25℃、1000rmp下混匀10min，得到待检测的纳米金比色凝胶，其中甲基乙基纤维素与三唑醇水溶液的质量比为1:20，纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶的质量比为2:1；用肉眼对待检测的纳米金比色凝胶与步骤（3）标准比色卡比色，其颜色对应于30～45μmol/L浓度之间，进而确定三唑醇水溶液浓度在30～45μmol/L范围内。
实施例4：本三唑醇的比色检测方法，具体步骤如下：
（1）用王水将制备所用的玻璃器皿浸泡过夜，用超纯水洗至中性；将质量浓度0.5%的柠檬酸三钠水溶液和超纯水的加入圆底烧瓶中，125℃下剧烈搅拌至沸腾，迅速加入质量浓度0.01%的氯金酸水溶液，继续在125℃下搅拌15min，待液体变成深红色时停止加热，自然降温至室温，用孔径0.22μm的PES 滤膜过滤，得到纳米金颗粒液体，其中加入圆底烧瓶中的柠檬酸三钠水溶液和超纯水的体积比为1:31，柠檬酸三钠水溶液和超纯水的总体积与后续加入的氯金酸水溶液的体积比为99:7；纳米金颗粒液体中纳米金颗粒的粒径约为11nm；
（2）将步骤（1）的纳米金颗粒液体与pH 5、浓度为0.05mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液按体积比5:1混合均匀，即得纳米金比色传感器；
（3）配置浓度30、45、90、135、180μmol/L的三唑醇标准溶液，将羟丙基纤维素和不同浓度的三唑醇标准溶液在35℃、1000rpm下混匀15min，制得混合凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与混合凝胶在35℃、300rmp下混匀20min，制得不同浓度标准品的纳米金比色凝胶，浓度由低到高颜色由红色向蓝色变化，其中，制备过程中加入浓度为0的三唑醇标准品的纳米金比色凝胶作为对照样品，对不同浓度标准品的纳米金比色凝胶拍照，作为标准比色卡，用于后期肉眼比对，其中羧甲基纤维素钠与三唑醇标准溶液的质量比为1:30，纳米金比色传感器与混合凝胶的质量比为1:1；
（4）将羧甲基纤维素钠和三唑醇水溶液（配置75μmol/L的作为待检测物）在35℃、1000rpm下混匀15min，制备含有三唑醇的纤维素凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在35℃、300rmp下混匀20min，得到待检测的纳米金比色凝胶，其中羟丙基纤维素与三唑醇水溶液的质量比为1:30，纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶的质量比为1:1；用肉眼对待检测的纳米金比色凝胶与步骤（3）标准比色卡比色，其颜色对应于45～90μmol/L浓度之间，进而确定三唑醇水溶液浓度在45～90μmol/L范围内。

Claims (7)

1.一种三唑醇的比色检测方法，其特征在于：具体步骤如下：
（1）用王水将制备所用的玻璃器皿浸泡过夜，用超纯水洗至中性；将柠檬酸三钠水溶液和超纯水，或氯金酸水溶液加入圆底烧瓶中，在100～130℃下剧烈搅拌至沸腾，迅速加入质量浓度0.01%~0.034%的氯金酸水溶液或质量浓度0.5～1%的柠檬酸三钠水溶液，100～130℃下搅拌10~20min，直至液体变成深红色时停止加热，在自然条件下降温至室温，用孔径0.22μm的PES滤膜过滤，得到纳米金颗粒液体；
（2）将步骤（1）的纳米金颗粒液体与pH 3～6、浓度为0.01～0.1mol/L的醋酸-醋酸钠缓冲溶液按体积比5:4～5:1混合均匀，即得纳米金比色传感器；
（3）配置浓度在30～180μmol/L范围内的三唑醇标准溶液，将纤维素和不同浓度的三唑醇标准溶液在20～40℃、500～1000rpm下混匀，制得混合凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与混合凝胶在20～40℃下混匀，制得不同浓度标准品的纳米金比色凝胶，浓度由低到高颜色由红色向蓝色变化，对不同浓度标准品的纳米金比色凝胶拍照，作为标准比色卡，用于后期肉眼比对，或利用紫外光谱仪测试不同浓度标准品的纳米金比色凝胶的吸光度值，以吸光度值对其相应的浓度作图进行回归分析，即得到标准工作曲线，由此得到三唑醇的线性回归方程；
（4）将纤维素和含有三唑醇的待检测物在20～40℃、500～1000rpm下混匀，制备含有三唑醇的纤维素凝胶，将步骤（2）纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在20～40℃下混匀，得到待检测的纳米金比色凝胶，用肉眼对待检测的纳米金比色凝胶与步骤（3）标准比色卡比色，进行半定量分析，进而确定待检测物的浓度范围；或利用紫外光谱仪测定待检测的纳米金比色凝胶的吸光度值，带入步骤（3）回归方程，计算出样品中三唑醇的含量。
2.根据权利要求1所述的三唑醇的比色检测方法，其特征在于：加入圆底烧瓶中的柠檬酸三钠水溶液和超纯水的体积比为1:31～1:7，其中柠檬酸三钠水溶液的质量浓度为0.5～1%；柠檬酸三钠水溶液和超纯水的总体积与后续加入的氯金酸水溶液的体积比为17:5～16:1。
3.根据权利要求1所述的三唑醇的比色检测方法，其特征在于：加入圆底烧瓶中氯金酸水溶液的质量浓度为0.01～0.034%；氯金酸水溶液与后续加入的柠檬酸三钠水溶液的体积比为50:3~200:7。
4.根据权利要求1所述的三唑醇的比色检测方法，其特征在于：纤维素为羟丙基纤维素、甲基乙基纤维素、羧甲基纤维素钠的一种。
5.根据权利要求1所述的三唑醇的比色检测方法，其特征在于：步骤（3）中纤维素与三唑醇标准溶液的质量比为3:100～1:10，纳米金比色传感器与混合凝胶的质量比为1:5～3:1。
6.根据权利要求1所述的三唑醇的比色检测方法，其特征在于：步骤（4）中纤维素与含有三唑醇的待检测物的质量比为3:100～1:10，纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶的质量比为1:5～3:1。
7.根据权利要求1所述的三唑醇的比色检测方法，其特征在于：纳米金比色传感器与含有三唑醇的纤维素凝胶在转速200～1000rpm下混匀。
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