[发明专利]一种有机磷农药分子探针、其制备方法、应用方法及无机/有机复合稀土上转换纳米材料

说明书

本发明公开了一种有机磷农药分子探针、其制备方法、应用方法及无机/有机复合稀土上转换纳米材料。通过将本发明有机磷农药分子探针负载到吐温修饰的稀土上转换纳米复合材料表面，实现高效检测样品中有机磷农药浓度。这种检测的灵敏度高、稳定性好、经济适用，不仅能够实现对有机磷农药的比率型荧光检测，还可以提供对有机磷类神经毒剂存在可能性的早期灵敏预警。

技术领域

本发明涉及一种有机磷农药分子探针、其制备方法、应用方法及无机/有机复合稀土上转换纳米材料，属于农药检测技术领域。

背景技术

近些年以来，为了有效的控制害虫，获得更高的产量，农药的使用在农业和果蔬种植中已经越来越为广泛。但是不得不引起重视的是，随着农药的大量使用，我们的环境和卫生安全也随之受到了严重威胁。有数据统计显示，全世界每年使用的有机磷农药接近十亿磅重量，这些农药在土壤，食物，水资源甚至大气中都可以被探测得到[Ramachandran R,Mani V,Chen S M,Gnana kumar G,Govindasamy M,recent developments in electrodematerials and methods for pesticide analysis-anoverview.Int.J.Electrochem.Sci.,2015,10,859-869.]。多种有机磷农药具有相对较强的毒性，这主要是因为有机磷类化合物能够不可逆地抑制人体中枢和外周神经系统中重要的乙酰胆碱酯酶(AChE)，造成乙酰胆碱在人体中大量的蓄积，严重时会导致器官衰竭甚至死亡[Wang X,Dong S,Hou T,Liu L,Liu X,Li F,Exonuclease I-aided homogeneouselectrochemical strategy for organophosphorus pesticide detection based onenzyme inhibition integrated with a DNA conformational switch.Analyst,2016,141(5):1830 -1836.]。因为它们对人体的急性毒性，包括对硫磷，甲基对硫磷和甲胺磷在内的多种有机磷农药在中国已经被完全禁止使用。在当前的有机磷农药检测技术中，色谱技术包括高效液相，气相色谱/质谱联用技术等已经被广泛应用，但是这些方法通常需要较长的时间以及较严格的操作[Li L,Zhou S,Jin L,Zhang C,Liu W,Enantiomericseparation of organophosphorus pesticides by high-performance liquidchromatography,gas chromatography and capillary electrophoresis and theirapplications to environmental fate and toxicity assays.J.Chromatogr.B,2010,878(17-18):1264-1276.]。而在近年来发展起来的基于免疫分析技术以及酶抑制技术等，虽然具有很好的检测效果，但是成本较高，并且存在着稳定性和重复性较差的问题[Viswanathan S,Manisankar P,Nanomaterials for Electrochemical Sensing andDecontamination of Pesticides.J.Nanosci.Nanotechnol.2015,15(9):6914-6923.]。相对于以上技术，基于荧光分子探针的光学检测技术，能够提供较为简便、灵敏并且成本较低的检测方法。例如，中国专利《一种快速检测农药残留的方法》，申请号201010100463.，公开了一种有机磷农药的荧光检测方法。基于卟啉类化合物与有机磷农药作用后发生荧光强度的变化，通过监测卟啉溶液与有机磷农药反应之后的荧光光谱，对其进行比较分析来确定样品液中有机磷农药的含量。中国专利《一种用于有机磷农药检测的SrAl₂B₂O₇:Eu³⁺荧光探针的制备方法》，申请号201510667655.9，公开了一种基于稀土螯合发光原理的有机磷农药检测方法。有机磷农药选择性地进入识别位点，与Eu³⁺形成有机配体，能量从有机磷农药分子传递给Eu³⁺，从而使SrAl₂B₂O₇:Eu³⁺探针荧光增强，能够在液相中检测到纳摩尔浓度级别的有机磷农药分子。但是传统的基于有机分子荧光变化的分子探针通常受到光漂白的影响并且存在着稳定性差的问题，严重限制了其广泛应用。