[发明专利]目标响应式水凝胶与智能手机集成的有机磷农药现场定量检测平台

说明书

一种基于目标响应式水凝胶与智能手机集成的有机磷农药现场定量检测平台，属于生物传感器技术领域。载体为具备目标响应的水凝胶材料，其具有类似氧化酶活性的MnO₂NFs，可使无色的3,3’,5‑,5’‑四甲基联苯胺显色剂氧化成蓝色的oxTMB，同时，H₂O₂的存在会分解MnO₂NFs使其失去类酶活性。有机磷农药(对氧磷)作为AChE的抑制剂可抑制AChE催化乙酰胆碱生成H₂O₂，减少MnO₂NFs的分解，从而刺激试剂盒的颜色响应，进一步结合智能手机实现对试剂盒图像数据的采集及分析。本发明能够快速对OPs进行现场手持化检测，其具有操作简便、灵敏度高、成本低廉等优势，为食品安全和人类健康的便携式监测提供了新的视角。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，具体涉及一种基于目标响应式水凝胶与智能手机集成的有机磷农药现场定量检测平台。

背景技术

有机磷农药(OPs)是保证作物高产的必要物质，根据之前的数据调查，使用农药之后可以保证增加全球三分之一的农作物产量。然而，OPs的滥用和不当的处理使其渗入土壤、大气循环和水循环，导致水果、蔬菜等农作物中的有毒农药残留，进一步对生态系统乃至人类健康造成严重威胁。近年来对OPs的精确跟踪已成为建立正确管理农药、保护食品资源、减少OPs中毒的最令人担忧的挑战之一。因此准确检测OPs的方法应运而生，如高效液相色谱、光学检测和电化学方法等。尽管上述方法具有可接受的特异性和灵敏度，但一些缺点也十分明显，例如需要大型的检测仪器、受专业训练的操作者以及昂贵的生物分子试剂(抗体)，使它们不能满足食品相关行业和环境问题的现场量化需求，特别是在紧急情况下。

近年来，研究人员开发用于检测OPs的灵敏、可靠和便携式传感器在探索现场技术方面做出了巨大努力。水凝胶智能手机传感器是即时检验(POCT)识别领域极具吸引力的方式，因其具备操作简便、价格低廉以及便携性等优势。然而，这些现阶段的现场检测仍然仅限于定性或半定量筛查，这些筛查手段对于POCT来说无法满足实际需求。更重要的是，由于信号指示器无法识别待测目标物的细微变化，简单的色度输出使传感器缺乏灵敏度，不适合痕量农药的监测。因此，迫切需要研发以准确和便携的方式构建生物传感器以规避这些限制。目前已多次尝试探索用于制造便携式设备的敏感试剂和新颖的识别元件。值得注意的是，近年来这种便携式设备已成功应用于食品样品中的OPs监测，为食品安全和人类健康的便携式监测提供了新的视角。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的测试时间较长、误差较大、对农药浓度要求较高、测试方法繁琐以及检测灵敏度较低等问题，提供一种基于目标响应式水凝胶与智能手机集成的有机磷农药现场定量检测平台(简称为：试剂盒-智能手机平台)，该平台可以简便、快速、高灵敏地检测有机磷农药的活性。

本发明所述的一种基于目标响应式MnO₂纳米片(MnO₂ NFs)水凝胶与智能手机集成的有机磷农药现场定量检测平台的制备方法，其步骤如下：