二硫代氨基甲酸酯类农药的检测方法

1.本公开实施例属于农药检测技术领域，特别涉及二硫代氨基甲酸酯类农药的检测方法。


背景技术：

2.二硫代氨基甲酸酯类农药(dtcs)不溶于大部分溶剂，目前最常用的dtcs检测方法是keppel于1969年提出的二硫代氨基甲酸酯酸水解法，其原理是基于二硫代氨基甲酸酯在sncl2酸性水溶液中水解生成cs2，而后结合分光光度计或气相色谱等仪器进行检测。但是该方法只能测定dtcs的总残留量，对某种具体dtcs无法实现测定，且检测过程费时费力，需要用到其他溶剂，对环境造成一定污染。
3.另一方面，目前还存在基于酪氨酸酶对邻苯二酚类染料的催化作用，实现对二硫代氨基甲酸酯类农药的检测的相关方法，但是该类方法检测时间较长(一般在在30分钟左右)，且对酶类催化剂的稳定性较差，影响检测效果。


技术实现要素：

4.本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此，本公开实施例提供的简单、快速且绿色环保的二硫代氨基甲酸酯类农药的检测方法，包括：
6.将镧系金属配位聚合物与溶剂混合，得到含有镧系金属配位聚合物的分散液；
7.将所述分散液、二硫代氨基甲酸酯类农药或含有二硫代氨基甲酸酯类农药的检测物与所述溶剂混合均匀，得到均相物系；对所述均相物系进行荧光激发，通过测定荧光光谱对不同二硫代氨基甲酸酯类农药的特异性响应，实现对二硫代氨基甲酸酯类农药的检测。
8.在一些实施例中，所述镧系金属配位聚合物是基于镧系金属与核苷酸之间的自组装，并通过搅拌法合成制得。
9.进一步地，所述核苷酸采用三磷酸腺苷、腺嘌呤核苷酸或鸟嘌呤核苷酸。
10.在一些实施例中，所述溶剂采用水。
11.在一些实施例中，所述分散液内含有一种镧系金属配位聚合物，用于实现对所述二硫代氨基甲酸酯类农药的浓度检测。
12.进一步地，所述二硫代氨基甲酸酯类农药采用福美双、福美锌、福美铁或福美钠。
13.在一些实施例中，所述分散液内含有多种镧系金属配位聚合物，形成荧光阵列，通过测定所述荧光阵列对不同所述二硫代氨基甲酸酯类农药的特异性响应并结合主成分分析方法，实现对不同所述二硫代氨基甲酸酯类农药的种类及浓度检测。
14.进一步地，所述二硫代氨基甲酸酯类农药采用福美双、福美锌、福美铁和福美钠中多种的混合物。
15.在一些实施例中，所述均相物系中所述镧系金属配位聚合物与所述分散液中所述镧系金属配位聚合物的质量之比为0.1～5：100。
16.在一些实施例中，所述分散液与所述二硫代氨基甲酸酯类农药或所述检测物的反应时间为5min。
17.本公开实施例提供的检测方法的原理为：二硫代氨基甲酸酯类农药的紫外吸收光谱与材料的荧光激发光谱相重叠，通过荧光内滤效应猝灭材料的荧光。
18.本公开实施例提供的检测方法的有益效果为：本公开实施例通过简单的搅拌，基于自组装作用，合成出镧系金属配位聚合物，并通过二硫代氨基甲酸酯类农药分子与镧系金属配位聚合物的直接相互作用实现对镧系金属配位聚合物农药的荧光检测。
附图说明
19.图1中a、b分别为本公开实施例的检测方法中制备的atp-tb的xps谱图和sem图。
20.图2中a、b分别为本公开实施例的检测方法中制备的amp-tb的xps谱图和sem图。
21.图3中a、b分别为本公开实施例的检测方法中制备的gmp-tb的xps谱图和sem图。
22.图4为本公开实施例的检测方法中atp-tb在不同浓度福美双存在下的荧光光谱。
23.图5为本公开实施例的检测方法中荧光强度f与福美双浓度对数log[thiram]的关系图。
[0024]
图6中a为本公开实施例的检测方法获取的四种含有二硫代氨基甲酸酯类农药及百草枯的紫外-可见吸收光谱，图6中b为本公开实施例的检测方法获取的atp-tb、amp-tb、gmp-tb的荧光激发光谱。
[0025]
图7为将本公开实施例的检测方法用于识别五种农药的pca得分图。
具体实施方式
[0026]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。
[0027]
相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。
[0028]
以下结合附图对本公开实施例提供的二硫代氨基甲酸酯类农药的检测方法进行详细描述，具体包括以下步骤：
[0029]
(1)镧系金属配位聚合物的制备：
[0030]
(1-1)使用超纯水分别配制摩尔浓度均为3mmol/l的三磷酸腺苷(atp)溶液、腺嘌呤苷酸(amp)溶液、鸟嘌呤苷酸(gmp)溶液，使用4-羟乙基哌嗪乙磺酸(hepes)缓冲液(浓度：0.1mol/l，ph＝7.4)配制摩尔浓度为8mmol/l的氯化铽六水合物溶液。
[0031]
(1-2)吸取4ml atp溶液于20ml棕色储液瓶中，而后加入4ml氯化铽六水合物溶液，室温下避光剧烈搅拌3h。搅拌结束后，反应液在10000rpm下离心，10min后去除上清液，加入5ml超纯水充分洗涤沉淀物，重复三次后冷冻干燥得到atp-tb。向atp-tb中加入4ml超纯水，涡旋超声使其分散均匀，得到含有atp-tb的分散液后待用。
[0032]
(1-3)按照步骤(1-2)的操作分别配置含有amp-tb的分散液、含有gmp-tb的分散液
待用。
[0033]
atp-tb结构及特性表征：使用扫描电子显微镜、x射线光电子能谱仪对固态atp-tb的结构形貌及元素组成进行表征，atp-tb的xps谱图和sem图分别参见图1中a、b，从图1中可以看到，atp-tb中各元素的特征峰在图中清晰可见，其中，tb3d
3/2
(1277.1ev)、tb3d
5/2
(1241.9ev)、o(1s)(531.2ev)和p(2p)(133.4ev)。
[0034]
amp-tb结构及特性表征：使用扫描电子显微镜、x射线光电子能谱仪对固态amp-tb的结构形貌及元素组成进行表征，amp-tb的xps谱图和sem图参见图2中a、b，从图2中可以看到，amp-tb中各元素的特征峰在图中清晰可见，其中，tb3d
3/2
(1277.1ev)、tb 3d
5/2
(1241.8ev)、o(1s)(531.8ev)和p(2p)(133.1ev)。
[0035]
gmp-tb结构及特性表征：使用扫描电子显微镜、x射线光电子能谱仪对固态gmp-tb的结构形貌及元素组成进行表征，gmp-tb的xps谱图和sem图参见图3中a、b，从图3中可以看到，gmp-tb中各元素的特征峰在图中清晰可见，其中，tb3d
3/2
(1277.1ev)、tb 3d
5/2
(1242.0ev)、o(1s)(531.2ev)和p(2p)(133.4ev)。
[0036]
(2)福美双的荧光检测：利用含有atp-tb的分散液、含有amp-tb的分散液、含有gmp-tb的分散液分别对福美双进行荧光检测，现以atp-tb为例进行说明，对于amp-tb和gmp-tb均按照atp-tb的检测步骤操作。利用含有atp-tb的分散液对福美双进行荧光检测的具体步骤如下：
[0037]
配制2mmol/l的福美双母液，逐步稀释成不同浓度的福美双溶液。根据相对荧光强度变化率fr＝(f
0-f)/f0来优化检测条件(f0为不含有镧系金属配位聚合物时体系的荧光强度，f为含有镧系金属配位聚合物时体系的荧光强度)，包括atp-tb用量(0.1％-5％，步骤(1)制备的含有镧系金属配位聚合物的分散液的浓度计为100％，将该分散液稀释一倍，则浓度变为50％，依次类推)、福美双与atp-tb反应时间(0min-20min)，将相对荧光强度变化率fr最大时对应的检测条件作为最优检测条件(本实施例中，最优检测条件为atp-tb用量为0.1％、福美双与atp-tb的反应时间为5min)；
[0038]
在最优检测条件下，将25μl福美双溶液、5μl atp-tb分散液加入到2ml离心管中混合，加入490μl超纯水，得到最终体积为500μl的均相物系，在室温下保持转速600rpm，将离心管振荡15min。在290nm激发下记录荧光光谱(对于含有amp-tb的分散液，在300nm激发下记录荧光光谱；对于含有gmp-tb的分散液，在270nm激发下记录荧光光谱)，参见图4中a，为atp-tb在不同浓度福美双(福美双的摩尔浓度范围为0μmol/l～150μmol/l)存在下的荧光光谱，随后通过线性拟合得到荧光强度f与福美双浓度对数log[thiram]的标准曲线，参见图4中b，该标准曲线的方程式为：f＝-8270.961log[thiram] 18826.766，曲线的线性程度r2＝0.9954，大于0.99，表明检测敏度高、响应好。将检测使采用的荧光强度代入得到的标准曲线，即可推测出福美双的浓度。
[0039]
(3)五种二硫代氨基甲酸酯类农药的检测：选择四种dtcs(福美双、福美锌、福美铁、福美钠)及一种非dtcs农药百草枯。以超纯水为溶剂配制福美钠、百草枯溶液(2mmol/l)；以乙腈为溶剂配制福美双、福美锌、福美铁溶液(2mmo/l)。检测流程：在2ml塑料离心管中，先后加入25μl由步骤(1)制备的含有镧系金属配位聚合物的分散液(用量5％)及25μl的一种dtcs农药溶液，加入450μl超纯水，得到最终体积为500μl的均相物系，在室温下保持转速600rpm，将离心管振荡5min，测定记录荧光光谱，绘制五种农药的吸收光谱随激发光谱变
化而变化的曲线图(参见图6中a)，并绘制三种镧系金属配位聚合物的荧光光谱随激发光谱变化而变化的曲线图(参见图6中b)，由图6可以看出，五种农药的吸收光谱与三种镧系金属配位聚合物的激发光谱存在不同程度的重叠，因此可以通过荧光内滤效应猝灭其荧光。随后对相对荧光强度变化率fr采用pca方法进行处理，进行数据降维，提取主要特征分量，得到pca得分图，参见图7，图中，五种农药明显分布于不同区域，实现了五种农药的直观识别。
[0040]
综上所述，本公开实施例基于镧系金属离子(如tb
3
等)与核苷酸(如atp、amp或gmp等)之间的自组装，通过简单的一步搅拌法合成出镧系金属核苷酸配位聚合物(如atp-tb、amp-tb或gmp-tb)。由于二硫代氨基甲酸酯类农药(如福美双、福美锌、福美铁或福美钠等)与镧系金属核苷酸配位聚合物存在荧光内滤效应(ife)，因此可以使其荧光发生猝灭，基于这一原理建立了二硫代氨基甲酸酯类农药的荧光快速检测方法，检测时间只需5min，该方法的检出限(lod)为0.093此外，针对ife的非选择性会导致具有相似吸收性质的物质干扰检测，选用atp-tb、gmp-tb、amp-tb三种荧光配位聚合物组成荧光阵列，选择四种二硫代氨基甲酸酯类农药(dtcs)及一种非dtcs农药百草枯作为实验对象，通过测定荧光阵列对不同农药的特异性响应并结合主成分分析方法(pca)，实现了五种农药的鉴别。
[0041]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0042]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。