一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器的制备方法及其产品和应用与流程

1.本发明涉及一种化学传感器，具体是一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器的制备方法及其产品和应用。


背景技术：

2.有机磷农药主要指磷酸酯，硫逐磷酸酯，磷酰胺酯类有机磷化合物，因其杀虫效率高，对植物的药害小，在环境中持久性低等特点，成为我国目前最常用的一类农药，在各种农作物尤其是蔬果中得到广泛的应用。但是，残留农药随着食物链进入人体体内，能够抑制人体内胆碱酯酶的活性，造成神经传导介质的代谢混乱，引起各类急性、慢性中毒情况，如运动失调、昏迷、瘫痪甚至死亡。因此对有机磷农药进行及时、准确、灵敏的监控和检测，成为亟待解决的迫切问题。
3.传统的农药残留检测方法主要有：气相色谱-质谱联用法、高效液相色谱法、光谱法、免疫分析法、化学发光法等。尽管能比较准确地检测农药的残留量，但是存在设备昂贵，样品前处理方法繁琐、分析周期长等缺点。
4.电化学检测技术由于具有灵敏度高、速度快、操作简便等优点而广泛用于样品的检测。由于农药的残余的含量很低，因此开发出高灵敏度的电化学传感器对于农药残余的检测具有重要意义。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器的制备方法。
6.本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的用于有机磷农药检测的生物电化学传感器产品。
7.本发明的又一目的在于：提供一种上述产品的应用。
8.本发明目的通过下述方案实现：一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器的制备方法，具体步骤如下：将玻碳电极进行抛光处理后，在二次蒸馏水中超声清洗；清洗后的玻碳电极放入磷酸盐缓冲溶液中，在-0.2v～＋2.0v的电位范围内，以15－20mv/s的扫描速率进行循环扫描处理10～20周期；循环扫描后的玻碳电极放入含有一定浓度的ircl3，k2ptcl6和kcl的溶液中，在一定的电位范围内，以5～20mv/s的扫描速率再次进行循环扫描处理6～40个周期，得到修饰电极。
9.将修饰电极自然晾干，将1 μl~20 μl的ache(100 u/ml)与等体积的0.5 mg/ml~5 mg/ml壳聚糖醋酸溶液混合均匀，并取混合溶液1 μl~20 μl滴涂在修饰电极上，自然晾干，即得iro
2-pt修饰的乙酰胆碱酶生物传感器。
10.本发明提供用于有机磷农药检测的生物电化学传感器，根据上述所述方法制备得到；包括：生物酶层、纳米粒子层和电极基体，其中所述的纳米粒子为iro2-pt；所述的电极基体为玻碳材质的电极基体；所述的酶溶液为乙酰胆碱酶和壳聚糖醋酸溶液。
11.本发明提供一种生物电化学传感器用于有机磷农药检测的应用。
12.本发明提供一种生物电化学传感器用于有机磷农药检测的方法，包括以下步骤：乙酰胆碱酯酶催化底物硫代乙酰胆碱（atch）水解，生成产物硫代胆碱和醋酸，硫代胆碱在特定电位下易被氧化，产生电流，电流信号大小与硫代胆碱浓度成线性关系。
13.利用chi832型电化学系统记录下在 0.6v下传感器对不同浓度atch的i-t响应和工作曲线；在 0.6v工作电位下待传感器信号稳定后在pbs中加入已知浓度的 atch，搅拌5.0 min，待电流稳定后在静止的溶液中记录所产生的稳态电流i1；在另一份同样条件的atch溶液中加入一定浓度的农药，搅拌后静置几分钟后测定存在各种不同浓度有机磷农药的稳态电流i2。由于酶的活性被抑制导致电流下降，电流下降的程度与溶液中的有机磷农药的浓度成正比，并且抑制率(i
1-i2)/i1与有机磷浓度的对数成线性关系，因此可以通过测定酶活性的降低来检测有机磷农药的浓度。
14.提供一种快速、灵敏、简便的有机磷农药检测的传感器。检测技术由于具有灵敏度高、速度快、操作简便等优点而广泛用于样品的检测。由于农药的残余的含量很低，因此开发出高灵敏度的电化学传感器对于农药残余的检测具有重要意义。
具体实施方式
15.实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
16.实施例1一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器，按如下步骤制备：将玻碳电极进行抛光处理后，在二次蒸馏水中超声清洗；清洗后的玻碳电极放入ph=7.0磷酸盐缓冲溶液中，在-0.2v～＋2.0v的电位范围内，以20mv/s的扫描速率进行循环扫描处理10个周期；循环扫描后的玻碳电极放入含有 0.1 mmol/l浓度的ircl3，0.2mml k2ptcl
6 和 0.4 mol/l的kcl的溶液中，在-0.4v～＋1.0v的电位范围内，以20mv/s的扫描速率再次进行循环扫描处理6个周期；将经过二次循环扫描处理后的玻碳电极取出后，用水反复清洗，得到修饰电极；将修饰电极自然晾干，取5 μl的ache(100 u/ml)与等体积的1 mg/ml壳聚糖醋酸溶液混合均匀，并取混合溶液8μl滴涂在修饰电极上，自然晾干，即得iro
2-pt修饰的乙酰胆碱酶生物传感器，用于有机磷农药检测。
17.提供一种上述生物电化学传感器用于有机磷农药检测的方法，包括以下步骤：乙酰胆碱酯酶催化底物硫代乙酰胆碱（atch）水解，生成产物硫代胆碱和醋酸，硫代胆碱在特定电位下易被氧化，产生电流，电流信号大小与硫代胆碱浓度成线性关系；利用chi832型电化学系统记录下在 0.6v下传感器对不同浓度atch的i-t响应和工作曲线；
在 0.6v工作电位下待传感器信号稳定后在pbs中加入已知浓度的 atch，搅拌5.0 min，待电流稳定后在静止的溶液中记录所产生的稳态电流i1；在另一份同样条件的atch溶液中加入一定浓度的农药，搅拌后静置几分钟后测定存在各种不同浓度有机磷农药的稳态电流i2。由于酶的活性被抑制导致电流下降，电流下降的程度与溶液中的有机磷农药的浓度成正比，并且抑制率(i1-i2)/i1与有机磷浓度的对数成线性关系，因此可以通过测定酶活性的降低来检测有机磷农药的浓度。
18.实施例2一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器，按如下步骤制备：将玻碳电极进行抛光处理后，在二次蒸馏水中超声清洗；清洗后的玻碳电极放入ph=5.0的磷酸盐缓冲溶液中，在-0.2v～＋2.0v的电位范围内，以15mv/s的扫描速率进行循环扫描处理13个周期；循环扫描后的玻碳电极放入含有 0.1 mmol/l的ircl3，0.2mmol/l的k2ptcl6和0.4 mol/l的kcl的溶液中，在-0.2v～＋1.0v的电位范围内，以15mv/s的扫描速率再次进行循环扫描处理10个周期；将经过二次循环扫描处理后的玻碳电极取出后，用水反复清洗即可得到修饰电极，得到修饰电极；将修饰电极自然晾干，取10 μl的ache(100 u/ml)与等体积的1 mg/ml壳聚糖醋酸溶液混合均匀，并取混合溶液10 μl滴涂在修饰电极上，自然晾干，即得iro
2-pt修饰的乙酰胆碱酶生物传感器，用于有机磷农药检测。
19.实施例3一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器，按如下步骤制备：将玻碳电极进行抛光处理后，在二次蒸馏水中超声清洗；清洗后的玻碳电极放入ph=7.0的磷酸盐缓冲溶液中，在-0.2v～＋2.0v的电位范围内，以20mv/s的扫描速率进行循环扫描处理20个周期；循环扫描后的玻碳电极放入含 0.2 mmol/l的ircl
3 ，0.1mmol/l k2ptcl6和 0.3 mol/l的kcl的溶液中，在-0.3v～＋1.0v的电位范围内，以10mv/s的扫描速率再次进行循环扫描处理30个周期；将经过二次循环扫描处理后的玻碳电极取出后，用水反复清洗即可得到修饰电极；将修饰电极自然晾干，将2 μl的ache(100 u/ml)与等体积的1 mg/ml壳聚糖醋酸溶液混合均匀，并取混合溶液2 μl滴涂在修饰电极上，自然晾干，即得iro
2-pt修饰的乙酰胆碱酶生物传感器，用于有机磷农药检测。
20.实施例4一种用于有机磷农药检测的生物电化学传感器，按如下步骤制备：将玻碳电极进行抛光处理后，在二次蒸馏水中超声清洗；清洗后的玻碳电极放入ph=5.0的磷酸盐缓冲溶液中，在-0.2v～＋2.0v的电位范围内，以15mv/s的扫描速率进行循环扫描处理13个周期；循环扫描后的玻碳电极放入含有含 0.1 mmol/l的ircl
3 ，0.2mmol/l k2ptcl6和 0.4 mol/l的kcl的溶液中，在-0.1v～＋1.0v的电位范围内，以15mv/s的扫描速率再次进行
循环扫描处理10个周期；将经过二次循环扫描处理后的玻碳电极取出后，用水反复清洗即可得到修饰电极；将修饰电极自然晾干，将5 μl的ache(100 u/ml)与等体积的1 mg/ml壳聚糖醋酸溶液混合均匀，并取混合溶液5 μl滴涂在修饰电极上，自然晾干，即得iro
2-pt修饰的乙酰胆碱酶生物传感器，用于有机磷农药检测。