基于納米金溶解反應(yīng)的農(nóng)藥比色檢測方法研究.pdf

1、因為具有廣譜、高效和在自然環(huán)境中容易降解等特點(diǎn)，有機(jī)磷農(nóng)藥已成為我國使用量最大的農(nóng)藥品種之一。有機(jī)磷農(nóng)藥的使用可有效抑制病蟲害，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。但是，長期使用有機(jī)磷農(nóng)藥所造成的其在飲用水、土壤、空氣和食品中的殘留問題也已經(jīng)對環(huán)境和人類健康造成了巨大威脅。為了避免這一危害，很多國家出臺了國家標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格限制和規(guī)范有機(jī)磷農(nóng)藥的使用。在這一背景下，發(fā)展可實現(xiàn)有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的快速檢測方法尤為重要。本論文以有機(jī)磷農(nóng)藥的快速現(xiàn)場檢測為目標(biāo)，基于納米金

2、的溶解反應(yīng)和納米金特有的依賴于形貌、尺寸和外界環(huán)境的表面等離子體共振特性，結(jié)合有機(jī)磷農(nóng)藥靶向酶，即乙酰膽堿酯酶（AChE），發(fā)展了兩種可實現(xiàn)超痕量有機(jī)磷農(nóng)藥檢測的可視化分析方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴金納米顆粒（AuNPs）具有依賴于尺寸的表面等離子體共振性質(zhì)，粒徑為3-5nm的AuNPs可呈現(xiàn)出鮮艷的橘紅色。然而，當(dāng)AuNPs分散于含有十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的Au3+溶液中時，AuNPs將被Au3+-CTAB溶解

3、生成無色的Au+-CTAB。本章利用AuNPs的這一性質(zhì)，以CTAB穩(wěn)定的AuNPs作為顯色試劑，結(jié)合AChE的水解及有機(jī)磷農(nóng)藥抑制反應(yīng)，發(fā)展了一種可在高鹽環(huán)境下對超痕量有機(jī)磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測的比色分析方法。具體工作原理如下：在不含有機(jī)磷農(nóng)藥的體系中，AChE具有高反應(yīng)活性，會水解底物硫代乙酰膽堿生成具有還原性的產(chǎn)物硫代膽堿。硫代膽堿消耗Au3+，使溶液中殘留的Au3+-CTAB不足以溶解AuNPs，從而使納米金顆粒保持其本身的粉紅色；相反

4、，在含有有機(jī)磷農(nóng)藥的體系中，AChE的活性被抑制，不能或僅能產(chǎn)生少量的硫代膽堿來消耗Au3+。此時AuNPs會被大量殘余的Au3+-CTAB溶解，使得濃度和尺寸都減小，并顯示出顯著地從紅至淺粉紅或紅至無色的顏色變化。⑵金納米棒（AuNRs）具有各向異性的表面等離子體共振性質(zhì)，在其長徑比從4.0降低到1.0的過程中，AuNRs會呈現(xiàn)出從棕紅色到灰、綠、藍(lán)、紫和粉紅等一系列可觀測的顏色變化。本章利用AuNRs這一獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，結(jié)合其在Au

5、3+-CTAB溶液中的溶解反應(yīng)和AChE的水解及有機(jī)磷農(nóng)藥抑制反應(yīng)，發(fā)展了一種適用于有機(jī)磷農(nóng)藥半定量分析的可視化檢測方法。具體檢測原理如下：在不含有機(jī)磷農(nóng)藥的體系中，AChE具有高的反應(yīng)活性，會水解底物硫代乙酰膽堿生成硫代膽堿。硫代膽堿具有還原性，可還原體系中存在的Au3+-CTAB復(fù)合物，使殘留的Au3+-CTAB只能輕微刻蝕AuNRs。該輕微刻蝕所導(dǎo)致的的AuNRs的長徑比變化不足以產(chǎn)生可觀測的顏色變化；然而，當(dāng)體系中含有有機(jī)磷農(nóng)藥

6、時，AChE的活性會被抑制，僅水解產(chǎn)生少量或不產(chǎn)生硫代膽堿。此時，體系中大量存在的Au3+-CTAB將從端部開始刻蝕AuNRs，使其長徑比顯著降低，并產(chǎn)生可觀測的顏色變化?；谠撛恚痉桨缚蓪崿F(xiàn)對濃度處于ppm量級的多種有機(jī)磷農(nóng)藥，如：對硫磷、殺螟松和氧化樂果的半定量檢測。將AuNRs修飾到纖維素紙上所制成的AuNRs試紙同樣可實現(xiàn)對濃度處于10-5g/g量級的有機(jī)磷農(nóng)藥的半定量可視化分析。對洗白菜水的實際樣品分析表明，該半定量比色法