[发明专利]一种检测乐果的纳米材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于检测有机磷农药的材料及其制备技术领域，特别涉及一种检测乐果的纳米材料及其制备方法。

背景技术

乐果（Dimethoate）是一种具有触杀和胃毒作用的有机磷内吸性杀虫剂，其化学名为O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)二硫代磷酸酯。乐果是一种用途较广、产量较大的杀虫剂，对刺吸式口器害虫，如蚜虫、粉虱等，有良好的防治效果。但乐果易挥发，大量散失的农药挥发到空气、水体或沉降聚集在土壤中污染农畜渔副产品，并通过食物链的富集作用转移到人体，对人体产生危害。研究显示，乐果具有潜在的致畸、致突变和致癌作用。因此，研究乐果残留检测极为必要。

目前，在乐果检测材料方面，国内外研究者多将研究重点放在生物酶，尤其是乙酰胆碱酯酶，的开发和利用上。但是，乙酰胆碱酯酶一般从电鳗器官或牛血清中提取，不仅取材不便，商业化成品价格也十分昂贵（参考Sigma-Aldrich官方报价为5077.80元/50UN），极大限制了其在现场检测方面的应用。因此，我国的一些学者使用植物酯酶代替乙酰胆碱酯酶，成功应用于乐果检测中。如ZL专利号为99114268.3的“快速测定有机磷农药的植物酯酶片”专利，公开的植物酯酶片，其组分和配比（重量%）是：面粉54.90～98.27、磷酸二氢钾（KH₂PO₄）0.15～15.12、磷酸氢二钠（Na₂HPO₄）1.58～59.98。测一次样只需0.1元左右。再如公开号为CN1293363的“残留有机磷农药快速测试盒及制造方法”专利，公开的测试盒是由酶载体、靛酚酯载体和玻璃试管组成。其中的酶载体是将物理吸附载体放入由面粉和水配制而成的酶液中，浸泡，干燥而成的。在这两项专利中，由于使用来源丰富、价廉易得的植物酯酶代替动物酯酶，大大降低了检测成本。但是由于它们都对酶做了固定化处理，酶的活性受到损失，降低了检测效果。于是，还有学者直接使用植物酯酶酶液进行乐果检测，如杂志《环境科学学报》2002,22(5):653-657的“植物酯酶浓度对检测乐果灵敏度的影响研究”一文，公开的检测乐果分辨率和灵敏度最高的最佳酶浓度中，其所用的检测材料为从小麦中提取的植物酶酶液。在这一文中，虽然使用了酶液，使酶的活性受到保护，但是检测时除了待测样品外，还需另外加入底物和显色剂。这样不但增加了检测步骤，延长了检测时间，使用不方便。除此之外，无论是乙酰胆碱酯酶还是植物酯酶，其实现检测的原理是基于乐果对酶活性的抑制作用，然而，除了乐果，其他有机磷类农药，甚至是氨基甲酸酯类农药都会对乙酰胆碱酯酶和植物酯酶产生抑制作用。因此，这类检测材料缺乏选择性，易造成检测结果的不准确。

发明内容

本发明的目的是针对现有生物酶检测材料的不足之处，提供了一种检测乐果的纳米材料及其制备方法，具有生产成本低，可以实现乐果的快速、选择性检测，且检测过程中不需要样品之外的其他试剂等特点。

本发明的检测乐果的纳米材料，包含有硅酸钠、5,10,15,20-四(4-磺酸基苯基)卟啉（TPPS₄）和植物酯酶，其组分的重量百分数为：

硅酸钠：97.43%～99.31%、

TPPS₄：0.06%～0.23%、

植物酯酶：0.63%～2.34%。

上述的检测乐果的纳米材料的制备方法，是以溶胶-凝胶为载体，在载体的介孔孔道中固定植物酯酶分子，再在固定化植物酯酶表面制备TPPS₄的J-聚集体，最后经分离、干燥得成品。

其具体的方法步骤如下：

1）植物酯酶酶液的制备

以市售面粉为原料，按面粉：蒸馏水的重量比为1:4～6的比例，在面粉中加入蒸馏水，搅拌10～60min后，再以3000～6000r/min的离心速度，离心分离10～15min，收集上层清液，静置8～24h，就制备出植物酯酶酶液；

2）溶胶液的配制

按硅酸钠：蒸馏水的重量比为1:3.17～4的比例，在硅酸钠中加入蒸馏水，并用盐酸调节体系pH为4～5，超声混合20～40s后，就制备出溶胶液；

3）植物酯酶的固定化

将第1）步制备的植物酯酶酶液，第2）步配制的溶胶液，按体积比1:0.33～1的比例，混合均匀后，静置0.5～1h，溶胶液变为凝胶，再用蒸馏水洗涤3～5次，就得到固定有植物酯酶的凝胶，完成植物酯酶的固定化；

4）TPPS₄溶液的配制