基于酶-分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法及其应用技术

本发明专利技术属于农药残留传感器的技术领域，具体涉及基于酶

【技术实现步骤摘要】
基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于农药残留传感器的
，具体涉及基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]在大田、农贸市场、超市等场所快速筛选检测农药残留是农产品质量安全监控的重要环节。我国的农药使用范围广、种类繁多，样品基质复杂，干扰成分多，这对农药残留的速测工作提出了很大的挑战。因此，发展高选择性、方便易用的农药残留快速检测技术以应对大量的现场分析，是保障人们生命健康和促进农产品产业可持续发展的客观需要和迫切要求。
[0003]目前常见的农残速测方法主要有酶抑制法、胶体金免疫层析法、酶联免疫法、化学速测法、活体检测法、生物传感器法等等，其中酶抑制法应用最为普通，主要针对被广发使用的有机磷和氨基甲酸酯两类杀虫剂。但酶抑制法的选择性不足，易受样品的基质干扰，出现假阳性或假阴性结果，方法的重现性和准确性有限。通过使用特异性较强的酶可提高酶抑制法的选择性，如有机磷水解酶（Organophosphorus hydrolase，OPH）与氨基甲酸类农药无相互作用，能选择性检测有机磷类农药。但这类酶的制备过程较繁琐，耗时费力。这限制了基于酶抑制原理的农残速测方法的进一步研究和应用。如能通过简单、经济的技术手段提高酶抑制法的选择性，有效改善复杂样品基质干扰的问题，基于酶抑制法的农残速测技术的应用性和普适性将会得到很好的提升。
[0004]“分子印迹”的基础是由诺贝尔奖获得者Pauling提出的“抗体形成”模板理论，分子印迹聚合物是一种以目标分子为模板制备的、对目标物具有特异性识别性能的高分子聚合物。MIP作为人工识别材料很适合作为传感器的识别元件，在农药残留的检测中应用广泛。但它无法直接检测目标物，需要与不同的检测技术方法结合使用。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法及其应用。
[0006]本专利技术的
技术实现思路
如下：本专利技术提供了一种基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法，包括如下步骤：1）将模板分子、功能单体以及聚合溶液混合，充分混匀、溶解后静置，使得模板分子和功能单体充分接触，形成分子复合体；所述模板分子、功能单体以及聚合溶液的使用比例为1 mmoL:4 mmoL:（10~30） mL；所述模板分子包括克百威、涕灭威、敌敌畏、对硫磷的一种；所述功能单体包括乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸
酯（TMPTMA）的一种；所述聚合溶液包括甲醇、乙醇、乙腈、二甲基亚砜（DMSO）、N,N
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二甲基甲酰胺（DMF）、二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯的一种；2）于分子复合体中加入10~20 mmoL交联剂和引发剂（用量为功能单体的2 wt %），然后在40 kHz下进行超声脱气5 min得到预聚溶液；所述交联剂包括α
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甲基丙烯酸（MAA）、4
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乙烯基吡啶（4
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Vpy）和丙烯酰胺（AM）的一种或以上；所述引发剂包括偶氮二异丁腈；3）在预聚溶液中浸泡滤纸，取出滤纸后，将其用两片盖玻片夹住，形成三层结构，置于容器中，通入氮气后密封，放入烘箱中，在65℃下进行热引发自由基聚合反应，与底材一体得到分子印迹聚合物；所述滤纸的前处理为：取底材采用无水乙醇清洗、氮气吹干后保存备用，即为滤纸；所述底材包括醋酸纤维素、玻璃纤维、聚丙烯、聚偏氟乙烯、定量滤纸、尼龙66等微孔滤膜的一种；4）聚合反应完成后，取出滤纸，将滤纸进行洗脱除去模板分子，得到可选择性吸附模板分子的分子印迹膜MIM；所述洗脱采用的溶剂包括甲醇
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乙酸、稀盐酸和稀硝酸的一种或以上；5）配制乙酰胆碱酯酶溶液（1~3 U/mL，溶剂为0.02 mol/L PBS（pH7.0）），将分子印迹膜MIM浸没于酶溶液中，置于室温、避光的空间里让溶剂自然挥发，使乙酰胆碱酯酶留在膜上，反复进行以上过程直至分子印迹膜上的固载酶量达到分析灵敏度的要求为止，即得到酶
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分子印迹聚合物双识别传感器。
[0007]本专利技术还提供了一种上述制备方法得到的酶
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分子印迹聚合物双识别传感器。
[0008]本专利技术还提供了一种基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器应用于农药残留物的检测，所述农药残留物包括但不限于克百威、涕灭威、敌敌畏、对硫磷。
[0009]本专利技术的有益效果如下：本专利技术的基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法，1）传感器制备较为简单、步骤少，不需要合成纳米材料合成和制作电极，成本低，；2）利用酶抑制法本身的显色性能，无需额外使用电化学装置等进行检测结果的显示，对操作者的专业要求相对较低，利用分子印迹聚合物选择性高的特点，减少酶抑制法的假阳性或假阴性结果，提高方法的准确度和重现性，酶试剂固化在MIP上，稳定性得到提升，有利于增强检测的重复性，传感器也更便于携带和野外现场使用；3）双识别传感器为膜状，传质速度快，且MIP提高了传感器对农药残留的亲和性，有助于提高酶抑制技术的灵敏度，显色结果肉眼可视，整个分析过程简便、快速、直观。
[0010]本专利技术的基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器能选择性识别样品中的目标农药，有较好的抗干扰能力，提高了方法的重现性和准确度。将该方法与商品化速测卡法进行了对比，以色谱
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质谱法进行验证。双识别传感器的假阳性/假阴性率均低于商用速测卡，与色谱
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质谱法有较好的符合性，满足农药残留快速检测的要求，为分子识别提供了基础数据。
附图说明
[0011]图1为实施例1所制备的克百威双识别传感器的SEM和EDS结果图；图2为实施例1所制备的克百威双识别传感器的红外吸收光谱图；图3为实施例1所制备的克百威双识别传感器对不同浓度克百威的响应结果图；图4为实施例1所制备的克百威双识别传感器对1.00 mg/L克百威和3
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羟基克百威的响应对比图；图5为实施例1所制备的克百威双识别传感器的稳定性测试结果图；图6为实际样品中克百威快速检测结果图；图7为实施例2所制备的涕灭威双识别传感器的SEM和EDS结果图；图8为实施例2所制备的涕灭威双识别传感器的红外吸收光谱图；图9为实施例2所制备的涕灭威双识别传感器对不同浓度涕灭威的响应结果图；图10为实际样品中克百威快速检测结果图；图11为实施例3所制备的敌敌畏双识别传感器的SEM和EDS结果图；图12为实施例3所制备的敌敌畏双识别传感器的红外吸收光谱图；图13为实施例3所制备的敌敌畏双识别传感器对不同浓度敌敌畏的响应结果图；图14为实施例3所制备的敌敌畏双识别传感器对1.00 mg/L敌敌畏和敌百虫的响应对比图；图15为实施例3所制备的敌敌畏双识别传感器的稳定性测试结果图；图16为实际样品中敌敌畏快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将模板分子、功能单体以及聚合溶液混合，充分混匀、溶解后静置，使得模板分子和功能单体充分接触，形成分子复合体；所述模板分子、功能单体以及聚合溶液的使用比例为1 mmoL:4 mmoL:（10~30） mL；2）于分子复合体中加入交联剂和引发剂，然后进行超声脱气得到预聚溶液；3）在预聚溶液中浸泡滤纸，取出滤纸后，将其用两片盖玻片夹住，形成三层结构，置于容器中，通入氮气后密封，放入烘箱中，进行热引发自由基聚合反应，与底材一体得到分子印迹聚合物；4）聚合反应完成后，取出滤纸，将滤纸进行洗脱除去模板分子，得到可选择性吸附模板分子的分子印迹膜MIM；5）配制乙酰胆碱酯酶溶液，将分子印迹膜MIM浸没于酶溶液中，置于室温、避光的空间里让溶剂自然挥发，使乙酰胆碱酯酶留在膜上，反复进行以上过程直至分子印迹膜上的固载酶量达到分析灵敏度的要求为止，即得到酶
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分子印迹聚合物双识别传感器。2.根据权利要求1所述的基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法，其特征在于，步骤1）所述模板分子包括克百威、涕灭威、敌敌畏、对硫磷的一种。3.根据权利要求1所述的基于酶
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分子印迹聚合物双识别传感器的制备方法，其特征在于，步骤1）所述功能单体包括乙二醇二甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的一种。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健祥，王刚，陈炎，黄聪灵，王嘉乐，
申请(专利权)人：广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所，
类型：发明
国别省市：