本發(fā)明屬于二硫代氨基甲酸酯類物質(zhì)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種用于高靈敏度快速檢測(cè)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的傳感器，即一種通過富集比色方法快速、高靈敏度檢測(cè)氨基甲酸酯類農(nóng)藥的方法。

背景技術(shù)：

二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥主要包括棉隆、威百畝等殺蟲劑和代森類、福美類殺菌劑。該類農(nóng)藥因具有高效、低毒、廣譜且價(jià)格低廉等特點(diǎn)，目前已成為世界上農(nóng)藥使用的主導(dǎo)產(chǎn)品。其中代森類、福美類殺菌劑可用于防治70余種作物的400多種病原體，被廣泛用于糧食、蔬菜、果木、煙草等的病蟲害防治中。

然而，隨著二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的大量使用，人們發(fā)現(xiàn)該類農(nóng)藥會(huì)對(duì)哺乳動(dòng)物皮膚和呼吸器官產(chǎn)生中度刺激，表現(xiàn)為發(fā)癢、咽喉痛、氣管發(fā)炎等癥狀。此外，其在有機(jī)體內(nèi)能夠代謝出具有致癌、致畸和致突變效應(yīng)的產(chǎn)物乙撐硫脲，該化合物能夠?qū)θ梭w甲狀腺產(chǎn)生長(zhǎng)效毒性效應(yīng)。因此，國(guó)內(nèi)國(guó)際均對(duì)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的施用以及殘留進(jìn)行了限制。例如，歐盟規(guī)定茶葉中棉隆的最大殘留量為0.1mg/Kg；我國(guó)規(guī)定馬鈴薯中的代森鋅含量不得超過0.5mg/Kg。

目前，對(duì)于二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測(cè)方法主要包括氣相色譜法、液相色譜法和分光光度法等。其中，氣相色譜法和液相色譜法準(zhǔn)確性較高，但儀器價(jià)格昂貴、費(fèi)力耗時(shí)、檢測(cè)成本高、難以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。分光光度法通?；诙虼被姿狨ヮ愞r(nóng)藥在酸性加熱條件下分解成刺激性氣體二硫化碳，再對(duì)二硫化碳進(jìn)行檢測(cè)，該方法操作步驟繁瑣，靈敏度低，且方法的精確度和重復(fù)性較差。因此，亟需發(fā)展一種快速、高靈敏度檢測(cè)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的方法，以滿足人們對(duì)食品安全檢驗(yàn)的基本需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高靈敏度快速檢測(cè)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥 的方法。本發(fā)明中將指示劑固載于多孔材料上，利用指示劑與二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥在常溫下快速地氧化還原反應(yīng)，并通過富集方式實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)該類農(nóng)藥。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

通過將指示劑固載于多孔材料上制備得到傳感器，

所述的多孔材料為多孔濾紙、硝酸-醋酸混合纖維樹脂膜、聚偏氟乙烯膜或聚四氟乙烯膜；

所述指示劑為氧化還原指示劑，其中包括亞甲基藍(lán)、二苯胺、二苯胺磺酸鈉、新亞銅試劑與Cu(II)混合物、新亞銅試劑與Ag(I)混合物、2,2’-聯(lián)吡啶與Zn(II)混合物、2,2’-聯(lián)吡啶與Fe(III)混合物、1,10-菲羅啉與Zn(II)混合物、1,10-菲羅啉與Fe(III)混合物、鄰苯胺基苯甲酸、鄰二氮菲亞鐵中的一種或二種以上。

所述指示劑固載使用硅膠溶膠凝膠溶液或聚合物溶液，其制備方

法如下：

1)硅膠溶膠凝膠的合成：①將硅氧烷試劑、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、有機(jī)溶劑、催化劑、表面活性劑和水以1：(2－4)：(1－2)：(0.2－0.8)：(0.1－0.8)：(0.005－0.04)：(0.5－1)體積比混合，40－70℃攪拌水解1－8小時(shí)，得硅膠溶膠凝膠溶液A；或②將硅氧烷試劑、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、催化劑、表面活性劑和水以1：(1－5)：(1－4)：(0.1－1)：(0.05－0.9)：(0.5－1)體積比混合，常溫下水解16－32小時(shí)，得硅膠溶膠凝膠溶液B；

2)聚合物的合成：①將聚乙烯醇、增塑劑、有機(jī)溶劑和水以1：(2－6)：(50－100)：(30－70)質(zhì)量比混合，常溫下攪拌反應(yīng)1－3小時(shí)，得聚合物A溶液；或②將聚乙烯醇縮丁醛、聚乙二醇-400、增塑劑和有機(jī)溶劑以1：(2－6)：(3－7)：(80－120)質(zhì)量比混合，常溫下攪拌反應(yīng)1－3小時(shí)，得聚合物B溶液；或③將聚氯乙烯、增塑劑、聚乙二醇和有機(jī)溶劑以1：(2－6)：(1－5)：(50－100)質(zhì)量比混合，常溫下反應(yīng)1－3小時(shí)，得聚合物C溶液。

所述的硅氧烷試劑包括：四甲氧基硅烷，四乙氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷，正辛烷三乙氧基硅烷，(3-巰基丙基)三甲氧基硅烷，(3-氨丙基)三乙氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷，(3-氯丙基)三甲氧基硅烷，三甲基氯硅烷中的一種或二種以上；催化劑為0.1-1M的鹽酸、醋酸、硫酸或硝酸中 的一種或二種以上；表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、吐溫20、L7001、司班60、曲拉通X-100、司班80以及羧甲基纖維素鈉中的一種或二種以上。

所述硅膠溶膠凝膠溶液或聚合物溶液合成過程中所用的有機(jī)溶劑為乙醇、甲醇、乙醚、乙腈、丙酮、四氫呋喃、二甲亞砜、三氯甲烷、環(huán)己烷、甲苯中的一種或二種以上。

所述增塑劑為癸二酸二異辛酯，鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯，鄰苯二甲酸二正辛酯，磷酸三辛酯，鄰苯二甲酸二甲酯中的一種或二種以上。

所述傳感器的制備方法為：將4－15mg指示劑加入到1mL硅膠溶膠凝膠溶液或聚合物溶液中，超聲溶解，取1μL溶液滴涂于多孔材料上，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫干燥，備用。

采用所述傳感器利用比色法檢測(cè)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥，并通過多孔材料的富集提高了其檢測(cè)靈敏度。

所述二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥包括棉隆、威百畝、福美雙、福美鋅、福美鐵、代森鋅、雙代森鋅、甲基代森鋅、代森錳、代森錳鋅、代森鈉、代森錳銅、代森聯(lián)中的一種或二種以上。

所述的農(nóng)藥檢測(cè)過程如下：將0.1－5g/L的二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥儲(chǔ)備液經(jīng)pH＝7的醋酸銨緩沖溶液稀釋至0.1－5mg/L，取5－50μL滴到傳感器上，固載的指示劑能夠與農(nóng)藥在常溫下快速反應(yīng)從而發(fā)生顏色變化，多余的溶液透過多孔材料，被墊入傳感器下方的吸水濾紙吸收；在不斷地滴加農(nóng)藥緩沖液的過程中，利用吸水濾紙的毛細(xì)效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥的富集，從而使得顏色變化增大，提高檢測(cè)靈敏度；在樣品測(cè)試過程后，提取傳感器反應(yīng)前后的圖像，選定均一的特定區(qū)域，求得其對(duì)應(yīng)的色彩平均RGB值，將直觀的圖像數(shù)字化，并進(jìn)行差減；通過顏色變化值與濃度梯度構(gòu)建二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)濃度曲線。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):

1.區(qū)別于傳統(tǒng)比色法通過將二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥在酸性條件下加熱分解生成有毒氣體CS₂來進(jìn)行檢測(cè)，本方法利用二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的特征基團(tuán)C＝S與指示劑之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生顏色變化，實(shí)現(xiàn)在常溫下快速對(duì)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)；

2.本方法通過將指示劑固載于多孔材料上，能夠通過富集提升檢測(cè)靈敏度；

3.本方法所用的傳感器基于指示劑與C＝S之間的氧化還原反應(yīng)原理，因此在多種農(nóng)藥共存時(shí)具有較高的選擇性；

4.溶于硅膠溶膠凝膠或聚合物溶液的指示劑能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，所制備的傳感器便于攜帶，適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。

附圖說明

圖1是二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥傳感器的選擇性圖；

圖2是傳感器的富集效果圖(富集體積單位為μL)和傳感器測(cè)定棉隆的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖,其中,(a)是傳感器的富集效果圖(富集體積單位為μL)，(b)是傳感器測(cè)定棉隆的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖；

圖3是傳感器測(cè)定代森鋅的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1.

稱取4mg新亞銅試劑和8mgCuCl2·5H2O于1mL硅膠溶膠凝膠A(四乙氧基硅烷：乙二醇甲醚：丙二醇甲醚醋酸酯：三氯甲烷：0.5M鹽酸：曲拉通X-100：水以1：4：2：0.8：0.5：0.02：0.7體積比混合，60℃水解5小時(shí)，得硅膠溶膠凝膠溶液A)中，超聲溶解，然后用移液槍吸取1μL上述溶液，滴涂在孔徑0.22μm的多孔濾紙上，氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫干燥后即制備成二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥傳感器。首先考察該傳感器對(duì)不同種類農(nóng)藥的選擇性。利用平板掃描儀記錄傳感器與農(nóng)藥反應(yīng)前后的圖像。將反應(yīng)前后圖像的顏色用Photoshop軟件數(shù)字化，提取紅綠藍(lán)(RGB)通道值，并對(duì)反應(yīng)前后各通道顏色數(shù)值進(jìn)行差減，得到各通道顏色變化值△R、△G、△B，然后利用公式 計(jì)算得到傳感器與農(nóng)藥反應(yīng)前后的顏色變化值ED，如圖1所示。從圖1可以看出，傳感器對(duì)1mg/L的二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥棉 隆和代森鋅具有明顯的顏色響應(yīng)，而對(duì)其他類農(nóng)藥包括酰胺類(丁草胺)、有機(jī)氮類(啶蟲脒)、有機(jī)磷類(毒死蜱、辛硫磷)、磺酰脲類(氯磺隆)、擬除蟲菊酯類(溴氰菊酯)、有機(jī)氯類(艾氏劑)、氨基甲酸酯類(異丙威)即使在10mg/L的濃度下也不會(huì)產(chǎn)生顏色變化，說明所制備的傳感器對(duì)二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥具有高選擇性，適用于多種農(nóng)藥共存的實(shí)際樣品中二硫代氨基甲酸酯類農(nóng)藥的檢測(cè)。

實(shí)施例2.

以二硫代氨基甲酸酯類殺蟲劑中的棉隆為代表，考察實(shí)施例1中所制備的傳感器的富集效果，結(jié)果如圖2(a)所示?？梢?，含1mg/L的棉隆溶液在初始滴加20μL于傳感器上時(shí)，顏色變化較弱，隨著滴加農(nóng)藥的體積不斷增大，傳感器顏色變化逐漸明顯，說明通過富集，可以大大提升傳感器的檢測(cè)靈敏度。為使操作方便快速，取200μL的農(nóng)藥溶液作為建立標(biāo)準(zhǔn)濃度曲線實(shí)驗(yàn)中的富集體積。將0.25g/L的棉隆儲(chǔ)備液經(jīng)pH＝7的醋酸銨緩沖液分別稀釋至0.25,0.50,0.75,1.00,1.25mg/L。各取200μL上述稀釋液分別滴加到傳感器上，待溶液被墊入傳感器下方的吸水濾紙吸干后，利用平板掃描儀記錄圖像，以富集200μL緩沖溶液的傳感器為反應(yīng)前圖像，富集各濃度棉隆溶液的傳感器為反應(yīng)后圖像，將反應(yīng)前后圖像利用Photoshop軟件數(shù)字化，提取紅綠藍(lán)(RGB)通道值，并對(duì)反應(yīng)前后各通道顏色數(shù)值進(jìn)行差減，得到各通道顏色變化值△R、△G、△B，然后利用公式計(jì)算得到傳感器與各濃度棉隆溶液反應(yīng)前后的顏色變化值ED，如圖2(b)所示。結(jié)果顯示，隨著棉隆濃度的增大，傳感器顏色加深。將顏色變化值ED與棉隆濃度做圖，得到傳感器檢測(cè)棉隆農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線，y＝53.21x+23.12(R2＝0.996)。

實(shí)施例3.

以二硫代氨基甲酸酯類殺菌劑中的代森鋅為代表，考察實(shí)施例1中所制備的傳感器檢測(cè)代森鋅的標(biāo)準(zhǔn)曲線。將0.25g/L的代森鋅儲(chǔ)備液經(jīng)pH＝7的醋酸銨緩沖液分別稀釋至0.5,1.0,1.5,2.0,2.5mg/L。各取200μL上述稀釋液分別滴加到傳感器上，待溶液被墊入傳感器下方的吸水濾紙吸干后，利用平板掃描儀記錄圖像，以富集200μL緩沖溶液的傳感器為反應(yīng)前圖像，富集各濃度 代森鋅溶液的傳感器為反應(yīng)后圖像，將反應(yīng)前后圖像利用Photoshop軟件數(shù)字化，提取紅綠藍(lán)(RGB)通道值，并對(duì)反應(yīng)前后各通道顏色數(shù)值進(jìn)行差減，得到各通道顏色變化值△R、△G、△B，然后利用公式計(jì)算得到傳感器與各濃度代森鋅溶液反應(yīng)前后的顏色變化值ED，如圖3所示。結(jié)果顯示，隨著代森鋅濃度的增大，傳感器顏色變化逐漸明顯。將顏色變化值ED與代森鋅濃度做圖，得到傳感器檢測(cè)代森鋅農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線，y＝26.60x+11.13(R2＝0.998)。