[发明专利]一种免修饰、免固定的均相电化学检测有机磷农药的方法

说明书

本发明公开了一种免修饰、免固定的均相电化学检测有机磷农药的方法，属于农药残留检测技术领域。本发明以金属‑有机骨架材料对电活性信号分子的高负载能力和有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制作用为基础，通过一种简单的一步自组装的方法合成了包封亚甲基蓝的沸石咪唑金属‑有机骨架材料(ZIF/MB)，利用其在酸性条件下能水解的特性，结合乙酰胆碱酯酶能催化乙酰胆碱产生乙酸，降低体系酸度的特性，溶解ZIF/MB复合材料，释放包封的电化学信号分子MB，产生较强的扩散电流。而有机磷农药能抑制乙酰胆碱酯酶的活性，从而阻碍MB释放过程，建立有机磷农药浓度和MB扩散电流之间的线性关系，实现了有机磷农药残留的简单、高灵敏检测。

技术领域

本发明涉及农药残留检测技术领域，具体涉及一种免修饰、免固定的均相电化学检测有机磷农药的方法。

背景技术

农药是一类被广泛用于预防、治疗病虫害，或者调节植物生长的化学剂。为保障农作物的质量和产量，以及日常生活中除虫防蛀，农药在人们的生产生活中被广泛使用。由于农药的广泛及不合理使用，不可避免地产生农药残留问题。农药残留对人体健康、生态环境、经济发展等方面都造成了极大的损害。比如通过食物链的富集，农药残留在人体内，不能被代谢排出造成农药中毒，轻者会导致头痛恶心，重者会导致癌症、肝硬化等疾病的发生。据估计全世界每年有数百万人因农药中毒，30多万人死于农药中毒。目前在全球使用最广泛的农药为有机磷农药(OPs)，如何快速高效地实现有机磷农药残留检测仍是一个巨大的挑战。

传统的农药残留检测方法主要以色谱法为主，这类方法有效、准确，但通常分析时间较长、仪器昂贵，需要对样品进行复杂的预处理，要求训练有素的专业人员进行操作，限制了它们在日常环境和食品安全监测中的应用。为克服以上问题，人们研发了以酶抑制法为基础的新型农药残留检测方法。该类方法一般利用乙酰胆碱酯酶(AChE)能够催化分解乙酰胆碱(ACh)生成胆碱和乙酸，而有机磷农药能够抑制AChE的活性来进行检测的。借助比色、荧光、化学发光、电化学等手段进行信号采集和定量检测。其中以酶抑制法为基础的电化学检测农药残留的方法，由于其具有多路分析、快速响应、灵敏度高、特异性好和成本低等特点，在有机磷农药检测中显示出了巨大的潜力，成为人们竞相研究的热点。

纳米材料的蓬勃发展，特别是近期纳米传感器的研究为检测农药残留提供了新的思路。金属-有机框架(MOFs)是一类三维多孔结构的新型晶体材料，具有孔隙率高、比表面积大、孔道规则、孔径可调等优点，在药物控制释放、气体分离、能量储存、生物传感等领域得到了广泛的应用。例如：沸石咪唑金属-有机骨架材料8(ZIF-8)作为一类MOFs材料，据报道在酸性条件下能够迅速分解，该性质多被用于药物传递与癌症治疗，而利用MOFs材料的酸解特性进行农药残留检测，目前还没有被报道过。另外，因为大多数MOFs材料导电性较差，因此MOFs材料在电化学领域的应用也比较少。在农药残留检测领域，仅有少量利用有机磷农药对荧光MOFs材料的淬灭作用(ACS Appl.Mater.Interfaces 2019,11,26250-26260)和基于MOFs-复合材料的光电特性(Electrochim.Acta 2019,317,341-347)进行农药残留检测的报道。

基于以上背景，合成MOFs材料与电活性分子的复合材料，结合有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制作用，构建免修饰、免固定的均相电化学检测新方法，实现有机磷农药残留的检测，具有巨大的潜在应用价值。。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了实现检测有机磷农药残留的目的，提供一种免修饰、免固定的均相电化学检测有机磷农药的方法，以MOFs材料对电活性信号分子的高负载能力和有机磷农药对AChE的抑制作用为基础，构建了免修饰、免固定的均相电化学检测新方法，具有简单、快速、灵敏度高、通用性及实用性好等优点，在环境、食品安全监控等领域具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案为：

一种免修饰、免固定的均相电化学检测有机磷农药的方法，包括以下步骤：