【摘 要】
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农药是预防、控制或消除害虫和杂草等的化学制剂,在农业和环境防疫中得到广泛应用,然而,大量农药及其代谢物在环境中难以降解,从而污染农产品,严重危害人体健康。传统检测方法依赖于大型仪器和专业的技术人员,虽然具有较高的灵敏性、可靠性,但不利于现场即时检测。近年来,荧光光谱法和紫外-可见分光光度法由于操作简单、响应迅速且易于微型化在农药残留检测中得到广泛关注。本文基于纳米材料构建荧光传感体系和比色传感体系
【基金项目】
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国家自然科学基金; 重庆市研究生科研创新基金;
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农药是预防、控制或消除害虫和杂草等的化学制剂,在农业和环境防疫中得到广泛应用,然而,大量农药及其代谢物在环境中难以降解,从而污染农产品,严重危害人体健康。传统检测方法依赖于大型仪器和专业的技术人员,虽然具有较高的灵敏性、可靠性,但不利于现场即时检测。近年来,荧光光谱法和紫外-可见分光光度法由于操作简单、响应迅速且易于微型化在农药残留检测中得到广泛关注。本文基于纳米材料构建荧光传感体系和比色传感体系实现农药草甘膦(Gly)的定量分析。本论文主要研究内容如下:(1)利用量子点(QDs)的独特光学性能和植物酯酶的高特异性识别功能,设计QDs/ACh E-ATCI酶抑制荧光传感体系,实现有机磷农药(OPs)的高特异性检测。乙酰胆碱酯酶(ACh E)催化底物碘代乙酰硫胆碱(ATCI)产生乙酸(CH3COOH),使QDs荧光猝灭。QDs能将OPs对ACh E活性的抑制信号转化为光信号,用于草甘膦高特异性检测。实验结果表明:在最优条件下,该传感体系检测Gly的线性范围为0.2~1.8 mg/L,检测限(LOD)为0.015 mg/L。研究了该荧光传感体系的抗干扰能力、稳定性和选择性,均表现良好,实际样品加标回收率在96.50%~107.00%之间。以上结果表明,QDs/ACh E-ATCI酶抑制荧光传感体系具有特异性强、灵敏度高的优点,适用于OPs的初步筛查,为检测OPs提供新选择。(2)基于荧光共振能量转移(FRET)构建N-QDs/Cu2+荧光传感体系,实现Gly的瞬时检测。该荧光传感体系以氮掺杂的量子点(N-QDs)为供体,Cu2+为受体,充分利用Cu2+对N-QDs荧光的高效猝灭实现瞬时检测Gly。系统研究了N-QDs/Cu2+荧光传感体系的检测原理,在最优条件下,N-QDs荧光强度差值与0.5~20mg/L浓度的Gly呈现良好的线性关系,LOD为0.03 mg/L,同时,该传感体系抗干扰能力强,能较好的应用于实际检测。N-QDs/Cu2+荧光传感体系具有检测时间短、稳定性高的优点,具有一定的实际应用前景。(3)基于Cu2+的类过氧化物酶样活性构建Cu O2/TMB比色传感体系,实现草甘膦的可视化检测。该体系不依赖于外源添加H2O2即可催化无色底物3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)为蓝色ox TMB,与智能手机结合,提取混合溶液图像的R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)值。系统研究了Cu O2/TMB比色传感体系的检测原理及最优实验条件,结果表明:在最优条件下,R/B值与Gly浓度(2~30 mg/L)呈现良好的线性关系,LOD为0.041 mg/L,同时,Cu O2/TMB比色传感体系具有较强的抗干扰能力、稳定性和重复性,加标回收率在96.48%~106.36%之间。Cu O2/TMB比色传感体系与智能手机结合可以更好地适用于农药现场检测,为复杂环境中现场检测GLy提供了新方法。
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