CN110487778B - 基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器及其制备方法和应用。本发明还公开了基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分析方法,包括以下步骤:1)制备ABEI/Co2+/CS水凝胶;2)制备MOF‑Pt材料;3)将有机磷农药与乙酰胆碱酯酶混合反应得到混合溶液,然后在混合溶液中加入氯化乙酰胆碱溶液,胆碱氧化酶溶液和PBS缓冲液反应得到混合物,在水凝胶中加入MOF‑Pt和反应得到的混合物,用化学发光成像仪测定其化学发光强度。本发明不需要借助精密昂贵的实验仪器,没有严格复杂的实验操作过程,极大地降低了有机磷农药的检测成本,具有灵敏度高、检测时间短、发光时间长、可以高通量检测等优点。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感 器及其制备方法和应用。
背景技术
农药是现代农业工业中用来防止、调节或杀死其他危害作物生长的生物的主 要物质。有机磷农药(OPs)以其杀虫效率高、作物产量高、易降解等优点,在 农业和林业中得到了广泛的应用。然而,大多数有机磷农药毒性很强。过度或不 当使用会造成环境污染。由于OPS能抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,中枢 神经系统受到严重干扰,对人体健康造成危害,严重时甚至导致死亡。因此, OPS的快速、灵敏检测对生命健康和环境保护具有重要意义。
由于OPs对人类健康的影响,OPs的检测也变得非常重要。许多传感方法被 设计用于检测OPS,包括电化学分析、光谱法、拉曼分析、电化学发光分析和酶 联免疫吸附分析,色谱法等。这些方法大多具有复杂的电极改性过程和复杂的仪 器设备,限制了这些方法的应用。化学发光反应的发光类型通常分为闪光型和辉 光型两种。闪光型发光时间很短,只有零点几秒到几秒,要求样品必须立即测量, 必须配以全自动化的加样及测量仪器。辉光型发光时间长,使用通用型仪器即可 测量。化学发光法以其设备简单、操作方便、分析速度快、自动化程度高、高通 量检测等优点被认为是一种很有前途的方法。
发明内容
发明目的:为了克服以上缺点,本发明所要解决的技术问题是提供了基于水 凝胶构建的辉光型化学发光传感器。
本发明还要解决的技术问题是提供了基于水凝胶构建的辉光型化学发光传 感器的制备方法。
本发明最后要解决的技术问题是提供了基于水凝胶构建的辉光型化学发光 传感器检测有机磷农药的分析方法。本发明不需要借助精密昂贵的实验仪器,没 有严格复杂的实验操作过程,极大地降低了有机磷农药的检测成本,具有灵敏度 高、检测时间短、发光时间长、可以高通量检测等优点。
技术方案:为了解决上述技术问题,本发明提供了基于水凝胶构建的辉光型 化学发光传感器,所述辉光型化学发光传感器是基于ABEI/Co2+/CS水凝胶和 MOF-Pt材料混合制备获得。
其中,所述ABEI/Co2+/CS水凝胶的合成步骤如下:
1)在碱性溶液中搅拌分散壳聚糖粉末,加入CoCl2溶液,搅拌,冷藏至完 全冷冻;
2)在室温下解冻后,加入ABEI溶液并搅拌获得ABEI/Co2+/CS水凝胶。
其中,所述MOF-Pt材料的合成步骤如下:
1)将TCPP、AlCl3·3H2O和CTAB全部溶解在水中,搅拌并置于反应器中, 然后在温育,离心后,将上清液离心以获得沉淀物,分别用DMF,水和丙酮各 洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜,在150-170℃下真空干燥7-8小时获 得紫黑色沉淀物以进一步反应;
2)将沉淀物和Cu(Ac)2溶解在DMF有机溶剂中,搅拌并分散,然后倒 入反应器中,保温,得到红黑色块状沉淀物,离心后,分别用DMF,水和丙酮 洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜得到产物的溶液;
3)将H2PtCl6加入到产物的溶液中,搅拌反应,然后加入NaBH4剧烈搅拌, 将所得溶液离心并用水洗涤三次,并将获得的沉淀物在真空下干燥过夜,将得到 的黑色粉末分散在水中,超声波分散即得。
本发明内容还包括所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器的制备 方法,其特征在于,包括以下步骤:1)ABEI/Co2+/CS水凝胶的制备;2)MOF-Pt 材料的的制备;3)ABEI/Co2+/CS水凝胶和MOF-Pt材料混合。
本发明内容还包括所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器在检测 农药中的应用。
本发明内容还包括基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农 药的分析方法,所述分析方法包括以下步骤:将有机磷农药与乙酰胆碱酯酶混合 反应得到混合溶液,然后在混合溶液中加入氯化乙酰胆碱溶液、胆碱氧化酶溶液 和PBS缓冲液反应得到溶液,在CS/Co2+/ABEI水凝胶中加入MOF-Pt溶液和反 应所得溶液,测定其化学发光强度,通过化学发光强度得出有机磷农药的浓度。
其中,所述有机磷农药与乙酰胆碱酯酶的体积比1.8~2.2。
其中,所述乙酰胆碱酯酶的浓度为0.2mU/mL~0.625mU/mL,所述氯化乙 酰胆碱的浓度为0.018mM-0.3mM。
其中,所述PBS缓冲溶液为:137mM NaCl、10mM NaH2PO4、2.7mM KCl、 2mM KH2PO4,pH 6~9。
ABEI/Co2+/CS水凝胶的制备方法同前所述。
其中,所述壳聚糖粉末质量为2wt%~3wt%,碱性溶液(LiOH∶KOH∶尿 素∶H2O=4.5∶7∶8∶80.5);CoCl2溶液浓度为0.1-10mM;ABEI溶液浓度为 4-10mM。
其中,所述MOF-Pt溶液的具体合成步骤如下:
1)首先,将TCPP、AlCl3·3H2O和CTAB溶解在水中,搅拌10分钟并置于 反应器中,然后在180℃下温育16小时。在3000rpm离心后,将上清液以13000rpm 离心以获得沉淀物。分别用DMF,水和丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干 燥过夜。通过在150℃下真空干燥7小时获得紫色和黑色沉淀物以进一步反应。
2)将沉淀物和Cu(Ac)2溶解在DMF有机溶剂中,搅拌并分散10分钟, 然后倒入反应器中,在100℃下保温24小时,获得红黑色块状沉淀物。在 13000rpm离心后,分别用DMF,水和丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥 过夜。
3)将H2PtCl6加入到产物的溶液中,搅拌反应1小时,然后加入NaBH4剧 烈搅拌1小时。将所得溶液以13000rpm离心并用水洗涤三次,并将获得的沉淀 物在真空下干燥过夜,将得到的黑色粉末分散在水中,超声波分散3小时进行后 续实验。
其中,所述TCPP质量为0.15-0.2g,AlCl3·3H2O质量为0.10-0.12g,CTAB 质量为0.1-0.144g,溶解在20mL水中;本发明所要保护的范围不仅仅是TCPP、 AlCl3·3H2O以及CTAB的质量范围,还包括该TCPP、AlCl3·3H2O、以及CTAB 溶于水中后的同等浓度范围的均落在本发明保护范围之内。
其中,所述步骤2)的沉淀物质量为0.03~0.038g,Cu(Ac)2质量为0.06~0.064g,二者溶解在8mLDMF中;本发明所要保护的范围不仅仅是沉淀物和Cu(Ac)2的质量范围,还包括该沉淀物和Cu(Ac)2溶于DMF中后的同等浓度范围的均 落在本发明保护范围之内。
其中,所述H2PtCl6的体积为0.4~0.5mL,所述产物的溶液浓度为2.2 ~2.5mg/mL,分散在10mL水中,所述NaBH4的浓度为3.8~4mg/mL,加入的体 积为1ml。
其中,所述MOF-Pt溶液的浓度为0.2mg/mL~0.3mg/mL。
其中,所述化学发光测定的曝光时间为3-6分钟。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下的特色及优点:本发明原理简 单、实验周期短、所用原料成本较低,无需任何大型仪器,化学发光时间长,在 相同条件下可以更方便的检测出待测物。利用水凝胶材料低的扩散系数,允许分 子在其中缓慢的扩散,将具有催化作用的Co2+通过配位键于水凝胶相结合,发 光分子ABEI通过搅拌充分的混合,得到具有长时间化学发光的ABEI/Co2+/CS 水凝胶材料用于检测。其次,MOF-Pt具有过氧化物酶样催化活性,可以催化H2O2分解,促进ABEI-H2O2体系的发光,增强化学发光强度。在没有有机磷农药的 情况下,乙酰胆碱酯酶(AChE)将底物乙酰胆碱氯化物(ATCh)水解成胆碱(TCh)和乙酸。Tch在胆碱氧化酶(CHO)的作用下反应生成甜碱和过氧化氢。在有机 磷农药存在的条件下,AChE的活性受到抑制,产物过氧化氢的量减少,ABEI 发光强度减弱。本发明不需要借助昂贵精密仪器检测,简化了检测方法,极大地 降低了有机磷农药检测成本,具有灵敏度高、检测时间短、发光时间长、可以高 通量检测等优点。
附图说明
图1显示了基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分 析方法的流程图,图1A为ABEI/Co2+/CS水凝胶的制备流程,图1B为Ach在 AChE酶和CHO酶的作用下生成H2O2以及存在Ops时抑制生成H2O2的流程图, 图1C为反应加样和检测的流程图;
图2A显示了ABEI/Co2+/CS水凝胶的扫描电子显微镜(SEM)图像,图2B 显示了MOF-Pt的透射电子显微镜(TEM)图像;图2C显示了ABEI(红线) 的紫外可见吸收图;图2D显示了MOF-Pt的粒径分布图像;
图3显示了ABEI/Co2+/CS水凝胶在三小时内化学发光强度的变化;
图4显示了基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分 析方法的原理图;CL发光图像及强度示意图分别对应如下:ABEI/Co2+/CS水凝 胶+MOF-Pt(a);ABEI/Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt+AChE(b);ABEI/Co2/CS 水凝胶+MOF-Pt+CHO(c);ABEI/Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt+ACh(d);ABEI/ Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt+AChE+ACh(e);ABEI/Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt+ AChE+CHO(f);ABEI/Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt+Ach+CHO(g);ABEI/Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt+AChE+Ach+CHO(h);ABEI/Co2+/CS水凝胶+MOF-Pt +AChE+ACh+CHO+OPs(i);插图是在曝光时间为6分钟条件下测量的化学 发光强度;
图5A显示了定量检测AChE酶的化学发光强度变化的校准曲线,图5B显 示了化学发光强度与不同浓度AChE酶浓度之间的线性关系,(范围为0.45mU/ mL~15mU/mL;图5C显示了定量检测毒死俾的化学发光强度的校准曲线,图 5D显示化学发光强度与不同浓度的毒死俾浓度之间的线性关系,(范围为0.5ng /mL~1μg/mL);
图6显示了19种农药高通量检测CL成像的传感器阵列示意图。每列分别 为如下物质(农药浓度均为0.5μg/mL)进行排列:
第一行:空白、六氯环己烷、十氯酮、敌敌畏、蝇毒磷;
第二行:三唑磷、甲拌磷、甲胺磷、乐果、地虫硫磷;
第三行:硫磷、毒死蜱、甲基嘧啶磷、特丁硫磷、马拉硫磷;
第四行:对硫磷、杀螟硫磷、久效磷、乐果、喹硫磷。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行进一步说明。应当指出,对于本领域 的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干变型和改 进,这些也应视为属于本发明的保护范围。
本实验中用到的试剂和仪器:
乙酰胆碱酯酶(AChE)、胆碱氧化酶(CHO)和乙酰胆碱氯化物(ACh)购 自SigmaAldrich(中国,上海)。N-(4-氨基丁基)-N-乙基异丙胺醇(ABEI), 三(羟甲基)氨基甲烷(Tris),购自国药化学试剂公司(中国上海)。磷酸三(2- 氯丙基)酯(TCPP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、壳聚糖(mv>1000kpa, 脱碳度>90%)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、氯铂酸六水合物(H2PtCL6)、硼 氢化钠(NaBH4),Cu(Ac)2均购自阿拉丁(中国,上海)。有机磷农药标准品 购自国家标准中心(中国北京)。
通过Biochip读数器(AE-1000)测量CL图像信号。通过MPI-E型电致发 光分析仪(西安瑞迈分析仪器有限公司)测量CL信号随时间的变化。在荧光分 光光度计(Fluoromax-4,Horiba Jobin Yvon,Japan)上记录荧光吸收光谱。紫外 -可见光检测在UV-vis分光光度计(Cary 100,Agilent,Singapore)上进行。在 Zetasizer Nano S/ZS(Malvern,UK)上测量ABEI/Co2+/CS水凝胶和MOF-Pt 的Zeta电位,每个样品在25℃下经受至少三次,并且通过Brookhaven进一步计 算zeta电位分散技术软件。在透射电子显微镜(JEM-2010,Hitachi,Japan)上 进行TEM测试。
本发明实施例中有机磷农药统一选用的是毒死蜱,但本申请的方案在具体应 用时不限于敌敌畏,还可用于对硫磷、甲基对硫磷等有机磷农药。
本发明实施例中的PBS缓冲溶液为:137mM NaCl、10mM NaH2PO4、2.7mM KCl、2mMKH2PO4、pH 7.5。
实施例1 ABEI/Co2+/CS水凝胶的合成
在15mL碱性溶液(质量比为LiOH∶KOH∶尿素∶H2O=4.5∶7∶8∶80.5) 中搅拌分散0.4g壳聚糖粉末,加入0.6mL CoCl2(1mM)溶液,搅拌5分钟,于 -20℃冷藏直至完全冷冻。在室温下解冻后,加入1.5mL ABEI(10mM)溶液并 搅拌5小时以均匀分散在体系中,获得ABEI/Co2+/CS水凝胶并在4℃下储存。
图2A显示了合成的ABEI/Co2+/CS水凝胶的SEM图像;ABEI的特征吸收 峰位于红线291nm处,紫外-可见吸收光谱证明ABEI成功包裹在水凝胶中。
实施例2 ABEI/Co2+/CS水凝胶的合成
在15mL碱性溶液(质量比为LiOH∶KOH∶尿素∶H2O=4.5∶7∶8∶80.5) 中搅拌分散0.4g壳聚糖粉末,加入0.6mL CoCl2(0.1mM)溶液,搅拌5分钟, 于-20℃冷藏直至完全冷冻。在室温下解冻后,加入1.5mL ABEI(4mM)溶液 并搅拌5小时以均匀分散在体系中,获得ABEI/Co2+/CS水凝胶并在4℃下储存。
实施例3 MOF-Pt的合成
首先,称取0.2g的TCPP,0.12g的AlCl3·3H2O和0.144g的CTAB溶解在 20mL水中,搅拌10分钟并置于20mL反应釜中,然后在180℃下反应16小时, 在3000rpm离心后,将上清液以13000rpm离心以获得沉淀物。分别用DMF, 水和丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜。接着,通过在150℃下真空 干燥7小时获得紫色和黑色沉淀物以进一步反应。然后称取0.038g的沉淀物和 0.064g的Cu(Ac)2溶解在8ml DMF有机溶剂中,搅拌10分钟,然后倒入20mL 反应釜中,在100℃下反应24小时,得到了红黑色块状沉淀物。在13000rpm离 心后,分别用DMF,水和丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜得到产 物1。
最后,将0.5ml的H2PtCl6(19.31mM)和10ml产物1(2.5mg/mL,分散 在水中)的溶液加入到圆底烧瓶中,搅拌反应1小时,然后加入1ml NaBH4后 剧烈搅拌1小时(4mg/mL)。将所得溶液以13000rpm离心收集沉淀物并用水 洗涤三次,获得的产物2在真空下干燥过夜。将得到的黑色粉末分散在水中,配 置成0.25mg/mL的溶液中,超声波分散3小时进行实验。
图2B显示了合成的MOF-Pt的TEM图像,从图2B中可以看出,MOF-Pt 具有二维片状结构;图2D显示制备的MOF-Pt具有373至569nm的尺寸分布。
实施例4 MOF-Pt的合成
首先,称取0.15g的TCPP,0.1g的AlCl3·3H2O和0.1g的CTAB溶解在20mL 水中,搅拌10分钟并置于20mL反应釜中,然后在180℃下反应16小时,在 3000rpm离心后,将上清液以13000rpm离心以获得沉淀物。分别用DMF,水和 丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜。接着,通过在170℃下真空干燥 8小时获得紫色和黑色沉淀物以进一步反应。然后称取0.03g的沉淀物和0.06g的 Cu(Ac)2溶解在8ml DMF有机溶剂中,搅拌10分钟,然后倒入20mL反应釜 中,在100℃下反应24小时,得到了红黑色块状沉淀物。在13000rpm离心后, 分别用DMF,水和丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜得到产物1。
最后,将0.5ml的H2PtCl6(19.31mM)和10ml产物1(2.2mg/mL,分散 在水中)的溶液加入到圆底烧瓶中,搅拌反应1小时,然后加入1ml NaBH4后 剧烈搅拌1小时(3.8mg/mL)。将所得溶液以13000rpm离心收集沉淀物并用 水洗涤三次,获得的产物2在真空下干燥过夜。将得到的黑色粉末分散在水中, 配置成0.3mg/mL的溶液中,超声波分散3小时进行实验。
实施例5:反应生成H2O2及农药对化学发光强度变化的影响以及不同浓度 的有机磷农药检测
AChE催化底物ACh以形成中间产物胆碱。然后,胆碱和氧气在胆碱氧化 酶的作用下形成甜菜碱和H2O2。通过反应得到的H2O2溶液和MOF-Pt材料加入 到ABEI/Co2+/CS水凝胶中,MOF-Pt与Co2+协同催化H2O2产生更多的OH· 和O2 ·-,加速ABEI发光。然后ABEl/Co2+/CS水凝胶产生持续和稳定的化学 发光。在OPs存在下,OPs抑制AChE的活性,并且酶催化产物H2O2的量减少, 化学发光强度降低。通过化学发光信号强度的改变计算样品中OPs的浓度。
选择毒死蜱作为杀虫剂的模型分析物。将20μL不同浓度(0.05ng/mL,0.1 ng/mL,0.5ng/mL,1ng/mL,10ng/mL,0.05μg/mL,0.1μg/mL,0.25μg/mL, 0.5μg/mL,0.75μg/mL,1μg/mL)的农药毒死蜱与10μLAChE(15mU/mL)在37℃ 下反应30分钟。将10μL所得溶液混合并与50μL Ach(0.075mM),10μL PBS 溶液和10μL(0.5U/mL)CHO在37℃下反应1小时。然后,将50μL反应溶液 和20μL实施例2制备的MOF-Pt溶液加入到96酶标板板上的50μl实施例1制 备的ABEI/Co2+/CS水凝胶中,并在6分钟的暴光时间下测量化学发光强度。 OPs校准曲线如图5C所示。随着Ops浓度的增加,由于Ops抑制AChE活性, 降低H2O2的产生,CL信号逐渐减弱,CL信号逐渐减弱。CL强度与OPs的浓 度从0.50ng/mL到1.0μg/mL成线性相关。插图显示线性方程为y=-3593.3C +3868.6(R2=0.9973),其中C为OPs浓度,y为CL强度。OPs检出限为0.21ng/mL。 检测计算的极限“F+3σ”,的σ是标准差,F是三个空白样的平均值。
实施例6 基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器在检测农药中的应用
为了证明化学发光策略在临床诊断中的潜在应用,它被用于检测复杂环境中 的农药。从超市收集小青菜,称取5g实际样品(绿叶)加入到10ml乙腈中,振 荡10分钟后,加入NaCl溶液后离心。然后,溶液分层,取上层乙腈用于使用。
加标实验在线性范围内进行,实际样品溶液以总体积的10%加入。将10μL AChE(15mU/mL)与10μL实际样品溶液和20μL不同浓度的(0.5ng/mL,1ng/mL, 10ng/mL,0.1μg/mL,0.5μg/mL,0.75μg/mL)毒死蜱在37℃下反应30分钟,并加 入50μLAch(0.075mM)和10μLCHO(0.5U/mL),在37℃下反应1小时得到反 应液。然后,将实施例1制备的50μLABEI/Co2+/CS水凝胶,20μL实施例2制备 的MOF-Pt溶液和50μL反应溶液加入到96酶标板中,并在6分钟的暴露时间下测量 化学发光强度。实验结果如表1所示。准确率为92.7%~110%,相对标准偏差为 1.12%~5.32%。这些结果表明可接受的回收率和相对标准偏差,表明本发明的方法具有良好的性能,可用于检测实际水样中的OPs。(表1中的插图为在曝光时 间为6分钟条件下测定的化学发光图像)。
Table 1 Standard addition recovery experiment.
Claims (8)
1.基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器,其特征在于,所述辉光型化学发光传感器是基于ABEI/Co2+/CS水凝胶和MOF-Pt材料混合制备获得,所述ABEI/Co2+/CS水凝胶的制备步骤如下:
1)在碱性溶液中搅拌分散壳聚糖粉末,加入CoCl2溶液,搅拌,冷藏至完全冷冻;
2)在室温下解冻后,加入ABEI溶液并搅拌获得ABEI/Co2+/CS水凝胶;
所述MOF-Pt材料的制备步骤如下:
2.1)将TCPP、AlCl3·3H2O和CTAB全部溶解在水中,搅拌并置于反应器中,然后在温育,离心后,将上清液离心以获得沉淀物,分别用DMF,水和丙酮各洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜,在150-170℃下真空干燥7-8小时获得紫黑色沉淀物以进一步反应;
2.2)将紫黑色沉淀物和Cu(Ac)2溶解在DMF有机溶剂中,搅拌并分散,然后倒入反应器中,保温,得到红黑色块状沉淀物,离心后,分别用DMF,水和丙酮洗涤沉淀物两次,然后在真空中干燥过夜得到产物的溶液;
2.3)将H2PtCl6加入到产物的溶液中,搅拌反应,然后加入NaBH4剧烈搅拌,将所得溶液离心并用水洗涤三次,并将获得的沉淀物在真空下干燥过夜,将得到的黑色粉末分散在水中,超声波分散即得。
2.权利要求1所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)ABEI/Co2+/CS水凝胶的制备;2)MOF-Pt材料的制备;3)ABEI/Co2+/CS水凝胶和MOF-Pt材料混合。
3.权利要求1所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器在检测农药中的应用。
4.基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分析方法,其特征在于,所述分析方法包括以下步骤:将有机磷农药与乙酰胆碱酯酶混合反应得到混合溶液,然后在混合溶液中加入氯化乙酰胆碱溶液、胆碱氧化酶溶液和PBS缓冲液反应得到溶液,在ABEI/Co2+/CS水凝胶中加入MOF-Pt溶液和反应所得溶液,测定其化学发光强度,通过化学发光强度得出有机磷农药的浓度。
5.根据权利要求4所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分析方法,其特征在于,所述有机磷农药与乙酰胆碱酯酶的体积比1.8~2.2。
6.根据权利要求5所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分析方法,其特征在于,所述乙酰胆碱酯酶的浓度为0.2 mU/mL~0.625 mU/mL,所述氯化乙酰胆碱的浓度为0.018 mM -0.3 mM。
7.根据权利要求6所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分析方法,其特征在于,所述MOF-Pt溶液的浓度为0.2 mg/mL~0.3 mg/mL。
8.根据权利要求6所述的基于水凝胶构建的辉光型化学发光传感器检测有机磷农药的分析方法,其特征在于,所述化学发光测定的曝光时间为3-6分钟。
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Non-Patent Citations (3)
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A novel metal–organic framework loaded with abundant N-(aminobutyl)-N-(ethylisoluminol) as a high-efficiency electrochemiluminescence indicator for sensitive detection of mucin1 on cancer cells;Xinya Jiang et al.;《Chem. Commun.》;20170801;第9705-9708页 * |
Firefly-mimicking intensive and long-lasting chemiluminescence hydrogels;Yating Liu et al.;《NATURE COMMUNICATIONS》;20171017;第8卷;第1003-1至1003-7页 * |
中国科大在仿萤火虫高强度长时间化学发光研究中取得进展;新型;《化工新型材料》;20171215;第45卷(第12期);第243页 * |
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