[发明专利]一种基于光电化学传感器检测有机磷农残的方法

说明书

本发明涉及一种基于光电化学传感器检测有机磷农残的方法，属于光电化学、农残检测技术领域。本发明通过制备水溶性氨基碲化镉/羧基碲化镉量子点复合材料，并且将该复合材料修饰的L型玻碳电极固载有机磷水解酶构建光电传感器；有机磷水解酶能够催化有机磷农药生成具有电化学活性的基团，该基团在电极表面发生氧化还原反应产生电子，电子与光电复合材料在光照条件下产生空穴重组，从而实现对有机磷农药的检测。本发明制备的有机磷水解酶光电传感器具有制备简单、经济实用、操作简单、高选择性和高灵敏度的优点，有机磷农药的检测限达到0.7pg•mL^‑1。

技术领域

本发明属于光电化学、农残检测技术领域，涉及一种水溶性氨基碲化镉/羧基碲化镉量子点复合材料的制备、基于该光电复合材料的有机磷水解酶光电化学传感器的制备以及基于该光电传感器检测有机磷农药的方法。

背景技术

目前，农药尤其是有机磷农药的使用是防治农作物病虫害的主要措施，它们具有毒性大，持久性长的优点，但由于许多农药及其降解产物会残留于各类食品、生态环境与饮用水中，因而也带来了严重的食品安全和环境污染问题。常规农药残留检测如气相色谱、高效液相色谱以及色谱-质谱联用等技术已被应用于农药残留检测工作中，但由于其技术含量较高（通常需要专业人员进行操作），分析周期相对较长，设备昂贵且需要特殊测试环境，所以不易推广。因此，建立简便、快捷、准确和高效的农药残留检测方法，对于解决由农药残留超标引起的卫生安全和环境污染等问题具有重要意义。

光电化学传感器是基于光激发光电敏感材料导致电子空穴对进行分离，在合适的偏电位条件下，实现电子在电极、光电材料及修饰物和分析物上的快速传递，并形成光电流。在最优条件下，分析物浓度的变化会直接导致光电流的变化，可以根据光电流的变化实现对分析物的定性定量分析。与光分析方法以及电化学分析方法相比，光电化学检测方法具有明显的优势：由分离的光源和电化学工作站组合而成，测量的是光激发所产生的电流，其背景信号比较低，但仍具有电化学检测灵敏度高和易于微型化、快速化的特点；与光分析相比，检测设备简单、价格低廉。

量子点是一种重要的半导体光电材料，广泛应用于光电化学传感研究，但是单一量子点材料由于对内部电子空穴对的复合导致光电效率较低。因此，遵照一个合适的方法，有效提高量子点的光电转换效率是非常重要的。相比单一敏化结构，将不同尺寸的量子点进行复合不仅能够提高光能利用率，而且能够防止光生电子-空穴分离，从而提高光电转换效率。

有机磷水解酶OPH是一种广泛存在于多种生物组织的由有机磷水解酶基因编码的酯酶，能够直接催化水解有机磷化合物OPs。不同于酶抑制型传感器，OPH的优势之处在于OPs作为反应底物，而非抑制剂，能转移性的催化水解OPs，产生具有电活性的产物，再通过信号转换器将其转换成电信号，从而对OPs进行测定分析。电化学有机磷水解酶传感器因其灵敏度高、响应范围宽、操作简单等优点在电化学传感器中占有重要地位。

本发明通过制备水溶性氨基碲化镉/羧基碲化镉量子点复合材料，将基于该复合材料修饰的L型玻碳电极负载有机磷水解酶构建光电传感器，用于对有机磷农药的检测。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于：

第一，提供一种水溶性氨基碲化镉/羧基碲化镉量子点复合材料及其制备方法；

第二，提供一种基于上述量子点复合材料修饰L型玻碳电极的有机磷水解酶光电化学传感器；

第三，提供上述有机磷水解酶光电化学传感器测定有机磷的方法。

为了实现上述诸发明目的，本发明采取了如下技术措施：

首先，制备一种水溶性氨基碲化镉/羧基碲化镉量子点（CdTe-NH₂/CdTe-COOH QDs）复合材料，其方法包括以下步骤：

A、水溶性羧基碲化镉量子点（CdTe-COOH QDs）溶液的制备