[发明专利]一种基于纳米粒子吸附的有机磷电化学生物传感器

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用于水相环境中有机磷农药快速检测的有机磷电化学生物传感器制备方法，属于分析检测技术领域。

背景技术

由于人们在农作物病虫害防治过程中不合理或超剂量使用化学农药，导致部分农产品农药残留量较高，不但影响人体健康，也破坏了农业生态环境。

传统的有机磷农药分析方法有气相色谱法、薄层色谱法、高效液相色谱法以及各种光谱联用技术，这些方法的选择性、灵敏度和准确度相对较高，但需要昂贵的仪器设备，样品前处理方法复杂，所需分析周期长，运用起来有一定的局限性。

电化学传感器法检测有机磷具有简单、快速、低成本和便于携带等优点，且不需要昂贵的仪器设备，可弥补传统检测方法的不足。在品种繁多的农药中，有机磷类农药水溶性最强。有机磷电化学生物传感技术作为一种新型的快速检测技术，能直接检测水相中的有机磷，农产品经简单处理即可通过有机磷传感器进行检测。对于茶叶等冲泡后饮用的农产品，茶汤中的农药残留含量直接威胁到人体的健康，通过有机磷传感器可直接检测茶汤中的有机磷农残含量；蔬菜、水果等农产品经浸泡后的溶液亦可直接用于检测，可简单快速判断蔬菜的有机磷农残含量水平。

与传统分析技术相比，有机磷传感器快速检测法具有简单、快速、灵敏、低成本和便于携带等优点。国内外关于利用胆碱酯酶和有机磷水解酶检测有机磷的文献已有报道^[1-4]，但基于酶的有机磷传感技术因成本高，酶分子易失活、不易再生等缺点，应用起来有一定的局限性。近年来，有机磷电化学传感器的研制取得了新的进展，纳米粒子作为一种常用的纳米材料，具有制备方法简单、表面易于修饰等优良性能，在有机磷传感器的构建中得到了较为广泛的应用。纳米粒子的表面效应和表面吸附能力，同时，纳米粒子具有的特殊形态特征可以加速电子的转移，能够提高电极的稳定性，加快电极响应速度，并提高传感器的灵敏度和选择性。已有研究者报道，通过在金电极上直接电沉积一层ZrO₂纳米粒子，利用ZrO₂纳米粒子对有机磷类农药的强吸附能力，制成可用于检测茶汤中有机磷农残的电化学生物传感器^[5]。这种方法克服了酶传感器不稳定、酶分子易失活等缺点，而且电极检测速度快，操作简便，使用寿命较长，可直接用于溶液中有机磷农残的快速检测。但是，考虑到金电极价格昂贵，出于降低传感器制造成本，并且更进一步提高电极的反应性能，扩大监测目标物范围等考虑，尚待进一步研究以完善传感器的实用性能。

参考文献：

[1] ALBAREDA S M，MERKOCI A，ALEGRET S. Automated detection of chlorpyrifosandits metabolites by a continuous flow system based enzyme sensor[J]. Anal Chim Acta, 2001, 442: 35-44.

[2] SUPRUN E, EVTUGYN G, BUDNIKOV H, et al.Electrochemical biosensors–principles and applications[J].Anal. Bioanal. Chem., 2005, 383: 597-604.

[3] 刘鹂, 安裕敏, Sergei V. Dzyadevych, et.al. 丁酰胆碱脂酶电势型生物传感器测定敌敌畏农药残留的抑制性研究[J].贵州环保科技, 2006,12(2):32-35.

[4] JOSIANE C, SERGIO A S M. A review of electrolyte and electrode materials for high temperature electrochemical CO₂ and SO₂ gas sensors[J].Sens.Actuators. B, 2008, 129: 96-97.

[5] 刘淑娟，谭正初，钟兴刚等. 基于纳米粒子吸附的电化学生物传感器快速检测茶汤中的有机磷.食品科技，2012:37(1)：283-287。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种构造简单、灵敏度高，检测线性范围宽、再生性好，非特异性吸附小、检测过程快速的有机磷传感器的制备及检测方法。