[发明专利]一种基于丝网印刷电极检测有机磷农药的传感器的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于丝网印刷电极检测有机磷农药的传感器的制备方法及应用，属于生物传感器技术领域。

技术背景

我国是蔬菜生产和消费大国。病虫害是影响蔬菜产量的主要因素之一，每年有20%以上的蔬菜损失是因为病虫害导致的，为了确保农业增产和农民增收，在蔬菜种植过程中会使用大量的农药，平均一年施药达26次之多。我国使用的杀虫剂有70%是有机磷农药，有机磷农药毒性大、触杀面广，引起的中毒事故非常突出。我国加入世贸组织之后，因为不符合欧美等发达国家的相关农产品进口标准，生产的劳动密集型产品，例如茶叶、粮食等农产品屡屡遭到退货、销毁、暂停进口的处理。要避免上述情况的发生，除了从源头上控制农药的使用外，及时、准确地检测出蔬菜中的农药残留量是保障农产品安全的重要环节。

传统的农药残留检测方法有气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法、气质联用仪等，但这些检测方法使用的仪器价格昂贵，需对样品进行繁琐的分离、提取、衍生化等预处理步骤，耗时、成本高，而且存在有机溶剂污染环境等问题，需要专业技术人员维护，不适用于现场检测。乙酰胆碱酯酶(AChE)生物传感器是通过检测接触农药前后酶催化底物产生电流的变化来测定农药浓度，易于实现检测仪器的便携和在线检测，且操作简单分析速度快，可用于农药残留的现场检测。丝网印刷电极轻巧，携带方便，可一次性使用，将丝网印刷电极用于乙酰胆碱酯酶生物传感器，更加适合于农药残留的快速检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服传统检测技术的不足，具有操作简单、成本低廉、检测灵敏度高等优点的乙酰胆碱酯酶生物传感器的制备及应用。采用技术方案如下：

一种基于丝网印刷电极检测有机磷农药的传感器的制备方法及应用，其特征在于，是在清洗活化后的丝网印刷电极表面先后修饰上制备的纳米四氧化三铁-壳聚糖的复合物和有序介孔碳-壳聚糖的复合物，然后在修饰好的电极上滴加乙酰胆碱酯酶，得到检测有机磷农药的乙酰胆碱酯酶生物传感器。

所述方法步骤如下：

1）纳米四氧化三铁-壳聚糖复合物和有序介孔碳-壳聚糖复合物的制备；

2）清洗活化丝网印刷电极，得到预处理的丝网印刷电极；

3）将步骤1）制备得到的纳米四氧化三铁-壳聚糖复合物和有序介孔碳-壳聚糖复合物先后修饰到步骤2）预处理的丝网印刷电极上，得到修饰好的丝网印刷电极；

4)将乙酰胆碱酯酶滴加到步骤3）所得的修饰好的丝网印刷电极上，自然晾干后得到基于丝网印刷电极的乙酰胆碱酯酶生物传感器；

5）优化步骤4）所得的乙酰胆碱酯酶生物传感器的三种试验条件；

6）在步骤5）所得的最优条件下，对甲胺磷和毒死蜱进行检测。

所述方法，其特征在于，步骤1）所述纳米四氧化三铁-壳聚糖复合物和有序介孔碳-壳聚糖复合物分别是以壳聚糖为分散剂，分散纳米四氧化三铁和有序介孔碳，得到的分散均匀的悬浊液。

所述方法，其特征在于，步骤3）所述丝网印刷电极电极的修饰，是先将8μL纳米四氧化三铁-壳聚糖复合物滴加到预处理的丝网印刷电极上，室温下晾干后，再滴加上8μL有序介孔碳-壳聚糖复合物，室温下晾干，得到四氧化三铁-壳聚糖/介孔碳-壳聚糖修饰的丝网印刷电极。

所述方法，其特征在于，步骤4）所述在修饰好的电极上滴加乙酰胆碱酯酶，是将5μL0.02U/μL的乙酰胆碱酯酶滴加到四氧化三铁-壳聚糖/介孔碳-壳聚糖修饰好的丝网印刷电极上，在4℃条件下干燥，得到乙酰胆碱酯酶生物传感器。

所述方法，其特征在于，步骤5）所述乙酰胆碱酯酶生物传感器的三种试验条件测试底液pH值、乙酰胆碱酯酶固定量、孵育时间进行了优化：pH值为8.0,乙酰胆碱酯酶固定为0.1U，孵育时间为12min。

所述方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）纳米四氧化三铁-壳聚糖复合物和有序介孔碳-壳聚糖复合物的制备：称取0.5g壳聚糖（CS）置于烧杯中，加入1.0%的醋酸溶液搅拌溶解，将溶解好的溶液置于250mL容量瓶中并定容，定容后的溶液倒入烧杯中，在磁力搅拌器下磁力搅拌10h，得到0.2%的壳聚糖溶液；取纳米四氧化三铁(Fe₃O₄)颗粒2mg，分散于4mL0.2%的壳聚糖溶液中，在超声波清洗机中超声至分散均匀，得到0.5mg/mL纳米四氧化三铁-壳聚糖复合物；取2mg有序介孔碳(OMC)溶于4ml的0.2%壳聚糖溶液中，在超声波清洗机中超声1小时得到均一、浅黑色的悬浊液，即为0.5mg/mL有序介孔碳-壳聚糖复合物；