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一种双信号智能化检测有机磷农药的方法

来源：花匠小妙招时间：2024-11-23 17:55

一种双信号智能化检测有机磷农药的方法

本发明属于食品安全检测，具体涉及一种双信号智能化农药残留快速检测方法。

背景技术：

1、农药的过多施用对土壤和地下水造成严重污染，有机磷农药占农业领域总体农药使用量的40%，发展中国家农药污染的问题尤为严重，这与检测方法、技术的不足也息息相关，对生态系统和人类健康产生负面影响。目前农药残留检测面临检测准确性不足、前处理复杂、实验操作繁琐、难以适应现场检测等问题。智能手机具有便携性、可高质量成像、且能够装载各种软件，现以受到广泛关注。本发明结合智能手机设计了一种双信号智能化有机磷农药残留快速检测方法，利用小型设备和智能手机实现电化学信号输出，该方法操作简单，成本低廉，反应时间短，可用于有机磷农药的快速检测。

技术实现思路

1、本发明通过建立一种双信号智能化快速检测方法用于食品中有机磷农药残留的检测。首先，利用fe-n-c@hemin纳米酶的氧化酶活性，建立比色信号传感，其次基于fe-n-c@hemin引起电子转移及其导电性能，建立电化学信号传感，利用智能手机作为信号输出设备，构建双信号、智能化的有机磷农药快速检测方法。其次，本发明中通过优化实验条件，使该检测方法于20 min内即可得到电化学信号，2 h内即可得到比色信号，且利用智能手机实现便携、智能检测，与传统检测方法长达相比，本方法大大缩短了检测时间，避免了传统方法大型仪器设备的应用，利用智能手机大大提高了检测的便携性，灵活性。本发明为实现现场即时快速检测提供可能性。

2、为了实现双信号智能化有机磷农药残留快速检测需求，本发明分别设计比色/电化学信号输出，配合便携式电化学工作站和智能手机的信号读取设备，实现对有机磷农药定量快速检测。

3、本发明一方面提供一种双信号智能化检测有机磷农药的试剂盒，所述的试剂盒包括：

4、1）比色信号检测体系；2）电化学信号检测体系；

5、其中比色信号检测体系包括：fe-n-c@hemin，乙酰胆碱酯酶，乙酰硫代胆碱，3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（tmb）；

6、电化学信号检测体系包括：fe-n-c@hemin/普鲁士蓝（fe-n-c@hemin/pb）以及乙酰胆碱酯酶修饰的丝网电极。

7、在一个具体的实施方式中，其中比色信号检测体系中fe-n-c@hemin、atch的工作浓度分别为0.05~0.15mg/ml，2~5mm。

8、在另外一个具体的实施方式中，其中比色信号检测体系中tmb、ache的工作浓度分别为1~3μm，100~300 mu/ml。

9、在另外一个具体的实施方式中，其中电化学信号检测体系通过以下方法制备：

10、采用滴涂法，将fe-n-c@hemin/普鲁士蓝复合材料修饰于丝网印刷电极上，于45~55°c烘箱烘干，随后滴加ache，自然晾干，再滴加ache保护液，自然晾干，制备好的电极置于4°c密封保存。

11、在另外一个具体的实施方式中，滴加ache的体积为2~5μl，浓度为100~300 mu/ml。

12、在另外一个具体的实施方式中， ache的保护液为nafion，浓度为0.03~0.08%，滴加体积为2~5μl。

13、本发明的第二个方面是提供第一方面所述的试剂盒在检测有机磷农药的应用，优选的，所述的有机磷农药为蔬菜、水果、农作物产品中的残留。

14、在一个具体的实施方式中，所述的应用的方法步骤为：

15、1）取待测样品，与乙酰胆碱酯酶均匀混合；

16、2）加入atch，继续于反应；

17、3）加入fe-n-c@hemin反应5 min后tmb，测定其在652 nm处的od值；

18、4）给定电压，分别取样品，滴加在fe-n-c@hemin/pb/ache电极上反应随后将电极置于pbs配制的atch中，进行时间-电流扫描。

19、在一个具体的实施方式中，其中步骤1）中样本与ache 35~40℃ 反应20~40min；加入atch后，继续于35~40℃ 反应20~40min；

20、在另外一个具体的实施方式中，其中步骤2）中加入fe-n-c@hemin反应3~8min，后加入tmb，反应10~20 min后测652 nm处的od值。

21、在另外一个具体的实施方式中，给定的电压为0.5v，滴加样品到电极的反应时间为10~20min，所述的pbs 为0.5 mm含有0.1 m kcl，所述的atch配制以0.05m配制，利用sensit smart装置及智能手机扫描。

22、借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

23、（1）准确性：利用两种信号共同检测，能够提高农药残留检测的准确性，避免了单一信号造成的检测误差；

24、（2）智能化：以智能手机为最终定量装置，实现了有机磷农药残留检测的智能应用；

25、（3）操作简便、快速：仅利用4种试剂，通过简单的添加即可完成检测，操作简单，耗时较少，其中电化学信号于20 min内即可获得检测结果；

26、（4）便携性：以智能手机为比色信号输出，以智能手机及便携式电化学工作站为电化学信号输出，体积较小，携带容易，适用于农药残留的现场快速检测。

技术特征：

1.一种双信号智能化检测有机磷农药的试剂盒，所述的试剂盒包括：

2.根据权利要求1所述的试剂盒，其中比色信号检测体系中fe-n-c@hemin、atch的工作浓度为1~5μg /ml，2~5mm。

3.根据权利要求1或2所述的试剂盒，其中比色信号检测体系中tmb和ache的工作浓度分别为50~200μm和100~300 mu/ml。

4.根据权利要求1所述的试剂盒，其中电化学信号检测体系通过以下方法制备：

5.根据权利要求4所述的试剂盒，其特征在于，滴加ache的体积为2~5μl，浓度为100~300 mu/ml。

6.根据权利要求4或5所述的试剂盒，其特征在于，ache的保护液为nafion，浓度为0.03~0.08%，滴加体积为2~5μl。

7.利用权利要求1-6任一项所述的试剂盒检测有机磷农药的方法。

8.根据权利要求7所述的方法，所述的方法步骤为：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中步骤1）中样本与ache 35~45℃ 反应20~40min；加入atch后，继续于30~45℃ 反应20~40min；步骤2）中加入fe-n-c@hemin反应3~8min，后加入tmb，反应10~20 min后测652 nm处的od值。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，给定的电压为0.5v，滴加样品到电极的反应时间为10~20min，所述的pbs 为0.5 mm含有0.1 m kcl，所述的atch配制以0.05m配制，利用sensit smart装置及智能手机扫描。

技术总结
本发明公开了一种双信号智能化检测有机磷农药的方法。其中提供了一种Fe‑N‑C@Hemin纳米酶的双信号智能化有机磷农药快速检测方法，包括：（1）比色信号检测体系，（2）电化学信号检测体系；其中比色信号体系利用Fe‑N‑C@Hemin的类氧化酶活性及硫代胆碱对其活性的抑制，验证乙酰胆碱酯酶与Fe‑N‑C@Hemin类氧化酶活性的相关性；电化学信号利用乙酰胆碱酯酶与乙酰硫代胆碱（Acetylthiocholine，ATCh）产物硫代胆碱与电流信号的相关性，基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制，验证了双信号智能传感器对有机磷农药的检测性能。

技术研发人员：程楠,张俊杰,邢巍巍,许文涛,贺晓云,黄昆仑,罗云波
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13