[发明专利]一种检测果蔬中农药残留的纸基芯片及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种检测果蔬中农药残留的纸基芯片及其制备方法和应用。具体步骤如下：(1)通过柠檬酸钠还原法制备银胶溶液；(2)利用水合肼还原氧化石墨烯，制备出石墨烯溶液；(3)将石墨烯溶液注入墨盒，通过喷墨打印机在纸上打印不同层数石墨烯，得到石墨烯试纸基底；(4)将银胶溶液注入墨盒，通过喷墨打印机在石墨烯试纸基底上打印不同层数的银纳米颗粒，制备出检测果蔬中农药残留的纸基芯片。本发明制备方法简单，其通过对果蔬表面简单擦拭，快速将农药残留分子吸附于滤纸表面，进而定性与定量检测农残，检测限低，在果蔬的快速便捷检测中具有很大优势。

技术领域

本发明属于农药残留检测技术领域，具体的说，涉及一种检测果蔬中农药残留的纸基芯片及其制备方法和应用。

背景技术

农药残留是指在农业生产中施用农药后一部分农药直接或间接残存于谷物、蔬菜、果品、畜产品、水产品中以及土壤和水体中的现象。施用于作物上的农药，其中一部分附着于作物上，一部分散落在土壤、大气和水等环境中，环境残存的农药中的一部分又会被植物吸收。根据调查结果表明，部分集体食物中毒主要是食用农药残留量高的果蔬而引起的。因此水果和蔬菜中的农药残留已经成为危害环境和身体健康的重要问题。传统农药残留的快速检测方法包括酶联免疫吸附试验(ELISA)，酶抑制等方法，这些检测方法具有预处理麻烦、检测限不高等不足，急需开发一种快速、灵敏度高的现代检测方法。

近年来，一种基于贵金属基底的表面增强拉曼(SERS)光谱技术引起了研究者的广泛兴趣。SERS技术由于其高灵敏度、无破坏性、检测限低等优点，被广泛用于检测生物分子、食品添加剂、环境科学等领域。通常通过两种方法来有效地增强SERS信号：一是构建稳定、高灵敏且可控的SERS基底；二是通过将样品预富集技术和SERS联用，实现检测对象的特异型吸附和检测。然而传统的基底材料是刚性和光滑的，例如载玻片或硅晶片，这种材料具有制备过程复杂，检测适用范围窄等缺点。此外，通过纳米加工技术生产的SERS活性基底稳定性差，受环境影响大，因此，开发一种制作简便、使用方便且具有高灵敏和高稳定性SERS基底意义重大。

发明内容

为了克服上述传统拉曼基底材料制备繁琐、适用性差且稳定性差等不足，本发明提供了一种检测果蔬中农药残留的纸基芯片及其制备方法和应用。本发明通过喷墨打印技术将石墨烯和银纳米粒子打印在纤维素滤纸上从而制备拉曼基底材料，其纸基的多孔结构提供了天然的吸附特性，用于分析成分的分离和富集，通过调节印刷次数可以制备出不同浓度的增强基底材料；通过喷墨打印制备的拉曼基底材料具有柔性与高度拉曼活性特征，对生物分子检测、环境领域的分析具有重要价值。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种检测果蔬中农药残留的纸基芯片的制备方法，具体步骤如下：

(1)通过柠檬酸钠还原法制备银胶溶液；

(2)利用水合肼还原氧化石墨烯，制备出石墨烯溶液；

(3)将石墨烯溶液注入墨盒，通过喷墨打印机在纸上打印不同层数石墨烯，得到石墨烯试纸基底；

(4)将银胶溶液注入墨盒，通过喷墨打印机在石墨烯试纸基底上打印不同层数的银纳米颗粒，制备出检测果蔬中农药残留的纸基芯片。

本发明中，步骤(1)中，银胶溶液的质量体积浓度为6×10^-2-10×10^-2mg/mL；银胶溶液中银纳米颗粒的粒径在10-40nm之间。

本发明中，步骤(2)中，石墨烯溶液的质量体积浓度为0.5-2mg/mL。

本发明中，步骤(3)中，纸为纤维素滤纸；编辑打印图形为长2.5-3.5cm，宽0.5-2.5cm的长方形。

本发明中，步骤(3)中，打印石墨烯的层数为1-5层。

本发明中，步骤(3)中，打印石墨烯的层数为1-3层。