農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)方法和儀器的研究.pdf

1、隨著我國(guó)人民生活水平的不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題越來越受到關(guān)注，尤其蔬菜中農(nóng)藥殘留問題已經(jīng)成為公眾關(guān)心的焦點(diǎn)，全國(guó)每年都有上百起因食用被農(nóng)藥污染的農(nóng)產(chǎn)品而引起的急性中毒事件，嚴(yán)重影響廣大消費(fèi)者身體健康。因此，做好蔬菜農(nóng)藥殘留檢測(cè)及防控是當(dāng)前眾多科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。農(nóng)藥檢測(cè)是一項(xiàng)綜合性強(qiáng)、涉及面廣的任務(wù)，目前，應(yīng)用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)的方法主要有：色譜法、免疫分析法、生物傳感法和速測(cè)法等等。本論文旨在探索簡(jiǎn)便、靈敏、迅速的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)

2、方法并研制實(shí)用新型的快速檢測(cè)儀?；谏镒R(shí)別的高度專一性和納米材料對(duì)電化學(xué)檢測(cè)信號(hào)的放大作用，將生物化學(xué)、納米材料、傳感技術(shù)三者相結(jié)合，構(gòu)建了新型復(fù)合納米材料修飾的有機(jī)磷農(nóng)藥傳感器，對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)，并探討了相關(guān)的檢測(cè)機(jī)理。同時(shí)，利用分光光度原理和酶抑制原理，研制了便攜式農(nóng)藥殘留速測(cè)儀，并對(duì)該儀器的檢測(cè)性能進(jìn)行評(píng)估。本研究分為七個(gè)部分：
　　 第一章緒論。綜述了我國(guó)農(nóng)藥生產(chǎn)使用的現(xiàn)狀、農(nóng)藥的種類及其殘留危害、現(xiàn)有的農(nóng)藥殘留檢

3、測(cè)技術(shù)等等。重點(diǎn)綜述了生物傳感技術(shù)在有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)中的應(yīng)用以及納米材料在構(gòu)建生物傳感器過程中的特殊作用。在現(xiàn)有的有機(jī)磷農(nóng)藥檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了本論文研究的內(nèi)容和意義。
　　 第二章 Au-TiO2納米粒子修飾電極用于有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)硫磷的直接電化學(xué)檢測(cè)的研究。利用液相沉積法合成了金摻雜的二氧化鈦復(fù)合納米粒子(Au-1iO2)，以殼聚糖作為交聯(lián)劑，制備了Au-TiO2復(fù)合納米粒子修飾的電化學(xué)傳感器，對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥--對(duì)硫磷進(jìn)行了檢測(cè)

4、。實(shí)驗(yàn)表明，Au-TiO2復(fù)合納米粒子較大的比表面積能夠增加對(duì)待測(cè)溶液中對(duì)硫磷的吸附量，提高檢測(cè)的靈敏度；同時(shí)，該復(fù)合納米粒子也促進(jìn)了電極表面電子傳遞，加快傳感器的響應(yīng)速度，提高電流響應(yīng)。所制備的電化學(xué)傳感器利用示差脈沖伏安法(DPV)在最優(yōu)條件下對(duì)對(duì)硫磷進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)范圍為1.0～7.0×103ng/mL，檢測(cè)限達(dá)到0.5ng/mL(S/N=3)。
　　 第三章 AChE/PAMAM-Au/CNT/GC傳感器用于有機(jī)磷農(nóng)藥檢

5、測(cè)的研究。制備了一種多層AChE/PAMAM-Au/CNT/GC乙酰膽堿酯酶的酶抑制電流型傳感器應(yīng)用于有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)，主要利用碳納米管良好的導(dǎo)電性和吸附性，以及PAMAM(G4)-Au樹枝狀復(fù)合物特殊的結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性能，利用有機(jī)磷農(nóng)藥對(duì)乙酰膽堿酯酶的抑制作用，以硫代乙酰膽堿(ATCh)為底物，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥的檢測(cè)。實(shí)踐表明，該方法快速簡(jiǎn)單，線性范圍寬，靈敏度高。固定在傳感器上的乙酰膽堿酯酶具有良好的酶動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，其米氏常數(shù)(KMap

6、p)為1.66mmol/L。對(duì)有機(jī)磷農(nóng)藥呋喃丹的最低檢測(cè)限達(dá)到4.0nmol/L。
　　 第四章 Tyr/Glu/Fe3O4Nafion/CNT/GC酪氨酸酶生物傳感器的制備及應(yīng)用于農(nóng)藥檢測(cè)的研究。制備了磁性四氧化三鐵納米粒子，采用碳納米管、Nafion等功能性材料構(gòu)建了酪氨酸酶(Tyr)生物傳感器，并將其應(yīng)用于農(nóng)藥的檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)表明，四氧化三鐵納米粒子具有良好的生物兼容性，碳納米管能夠有效地促進(jìn)電子傳遞，修飾了四氧化三鐵納米粒子

7、等功能性材料的酶?jìng)鞲衅?，響?yīng)速度快，檢測(cè)靈敏度高，穩(wěn)定性好；固定在傳感器上的酪氨酸酶有良好的酶動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，其表觀米氏常數(shù)為61.5μmol/L。利用農(nóng)藥對(duì)酪氨酸酶的抑制作用，以苯酚為底物，對(duì)農(nóng)藥呋喃丹進(jìn)行了檢測(cè)，檢測(cè)限達(dá)到2.0×10-9mol/L。
　　 第五章便攜式農(nóng)藥殘留速測(cè)儀的研制?；诿敢种圃砗捅壬ㄩ_發(fā)研制了便攜式農(nóng)藥殘留速測(cè)儀，儀器對(duì)農(nóng)藥殘留的檢測(cè)具有快速、靈敏、準(zhǔn)確等特點(diǎn)，不但可檢測(cè)水體中殘留的農(nóng)藥，而且還可檢

8、測(cè)瓜果蔬菜中農(nóng)藥的殘留量。該儀器具有體積小，攜帶方便，操作簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)定，且質(zhì)量可靠。
　　 第六章制備MIP/MWCNTs/GC修飾電極及其在檢測(cè)DNB中的研究。結(jié)合分子印跡和傳感器技術(shù)制備用于檢測(cè)爆炸物、農(nóng)藥和真菌病毒等的新型化學(xué)修飾型傳感器件，研究被檢測(cè)物在傳感器上的響應(yīng)機(jī)理，制備了具有高靈敏度、低檢測(cè)限、高選擇性和高穩(wěn)定性的傳感器，建立了新的檢測(cè)方法，為社會(huì)應(yīng)急事件的預(yù)警和科學(xué)應(yīng)對(duì)提供良好的理論研究基礎(chǔ)和有效的檢測(cè)手段。

9、本文中，成功制備了以二硝基苯(DNB)為模板的分子印跡材料，實(shí)現(xiàn)了DNB在材料中的成功嵌入和脫附。而且基于分子印跡技術(shù)和化學(xué)傳感技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，通過MIP/MWCNTs/GC的研制，有效提高了模板分子DNB的選擇性測(cè)定。通過該部分工作，為今后進(jìn)一步開展爆炸物、農(nóng)藥、真菌病毒等的高選擇性、高靈敏度檢測(cè)的新方法、研究打下了一定的理論基礎(chǔ)，也初步展示了兩者結(jié)合后的廣泛的應(yīng)用前景。
　　 第七章用于痕量硝基苯類化合物檢測(cè)

10、的{MSU/PDDA}n/GC納米修飾電極的研究。利用層層組裝方法，構(gòu)建了用于水體中TNT等硝基苯類化合物檢測(cè)的{MSU/PDDA}n/GC納米修飾電極，以差示脈沖伏安法(DPV)為手段依據(jù)TNT、TNB、DNT和DNB等硝基苯類化合物在電極上的電流變化建立了硝基苯類化合物的檢測(cè)方法，并探討了反應(yīng)過程和傳感機(jī)理。該修飾電極響應(yīng)速度快、靈敏度高、檢測(cè)穩(wěn)定，硝基苯類化合物濃度在4.4×10-9mol/L至1.1×10-7mol/L范圍內(nèi)與電