[发明专利]一种基于罗丹明B与金包银纳米颗粒的荧光传感器及其对有机磷农药的检测应用

说明书

本发明利用具有核壳结构的金包银纳米颗粒和罗丹明B相结合，研制了一种简单高效的打开型荧光纳米传感器，用于有机磷农残的灵敏检测。罗丹明B作为荧光源发出橙黄色光，金包银纳米颗粒为猝灭剂猝灭橙黄色光荧光。有机磷农药的加入导致金包银纳米颗粒的聚集和橙黄色发射的恢复，从而实现了基于荧光打开型原理检测有机磷农药。该荧光纳米传感器对有机磷农药具有较好的检测效果，荧光模式下的检测限为7.89nM。此外，我们利用便智能手机传感平台，采用RGB分析方法，对实际样品中的有机磷农残进行定量检测。所设计的纳米传感器依靠荧光打开型响应检测信号，呈现出从暗荧光强度到明亮橙黄色荧光的明显变化，有效提高了传感器的可视化效果，并结合智能手机实现了定量检测，扩展了现场原位有机磷农残检测及食品安全方面的应用。

技术领域

本发明涉及一种基于罗丹明B与金包银纳米颗粒复合材料的荧光纳米传感器以及对实际水样中、瓜果蔬菜表皮上的有机磷农药残留进行高灵敏度的荧光可视化定量检测方法。

背景技术

有机磷农药(organophosphorus pesticide)是目前我国使用最多的农药，且多数被明确禁止使用在蔬菜、瓜果上。由于该类农药在进入生物体后会与乙酰胆碱酶结合，造成生物体神经传导中的乙酰胆碱无法水解而过度积累，致使神经亢奋，继而出现中毒症状，严重者直接死亡。因此，必须重视农残检测的重要性。荧光检测法具有反应快、简单、灵敏度高，是检测有机磷农残的有力工具。然而，目前大多数用于有机磷农药检测的荧光传感器是基于酶抑制作用，其在检测条件、时间、成本等方面具有一定的短板；一些特殊的实际检测环境对检测结果有干扰作用，造成检测结果呈假阳性或假阴性。而且，大多数定量荧光检测方法需要专业的技术人员和昂贵、复杂且沉重的仪器，难于实行现场检测。因此，迫切需要便携、快速、现场、经济有效的检测技术。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术的不足，旨在设计一种基于罗丹明B与金包银纳米颗粒复合材料的荧光纳米传感器，用于高灵敏度定量检测有机磷农药残留。本方法具有选择性高，灵敏度高，可视化定量检测等特点。

本发明结合金包银纳米颗粒和罗丹明B染料，设计开发出一种灵敏检测有机磷农药残留的荧光纳米传感器。

本发明荧光纳米传感器，是通过将金包银纳米颗粒溶液和罗丹明B染料溶液均匀混合所得到的。

本发明将荧光纳米传感器进一步与智能手机结合应用于智能传感平台，使检测过程更加便携和经济。

所述纳米传感器由金包银纳米颗粒溶液和罗丹明B染料的复合体系构成。

所述复合体系中的金包银纳米颗粒溶液和罗丹明B溶液的浓度分别为1mg/mL，100μM。

所述纳米传感器的制备方法包括如下步骤：

(1)银纳米颗粒的制备

首先，将4mL的硝酸银水溶液(0.01mol/L)和6mL的柠檬酸三钠水溶液(0.1mol/L)于烧杯中搅拌均匀混合。第二步，加入超纯水使反应液的最终体积达到40mL，磁力搅拌10min后，在持续搅拌的条件下加入4mL新鲜制备的硼氢化钠水溶液(100mmol/L)，紧接着快速注入1mL 30％的过氧化氢溶液。观察反应物颜色在3到4min内由浅黄色变为红色，随后变为绿色，最后变成蓝色，确保反应完全。随后，将水中可分散的银纳米颗粒(Ag NPs)在10000r/min转速下离心分离，用乙醇和超纯水反复洗涤3次。最后，将处理后的银纳米颗粒在4℃冰箱中，用20ml超纯水分散以备进一步使用。

(2)金包银纳米颗粒的制备