西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法及检测方法技术

本发明专利技术属于分析检测技术领域，涉及一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法及检测方法。本发明专利技术本传感器基于三电极体系制备，即以铂丝电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极，以本方案制备的改性电极为工作电极；将三电极体系浸泡于溶液中，通过电化学工作站进行电化学调控及后续检测。本发明专利技术设计的西维因电化学传感器灵敏度高达4.2

【技术实现步骤摘要】
西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法及检测方法


[0001]本专利技术属于分析检测
，涉及一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法及检测方法。

技术介绍

[0002]西维因是一种中等毒性的广谱氨基甲酸酯杀虫剂，它通过抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)来杀灭害虫并广泛用于果树，蔬菜，谷物，药材，茶叶等农产品的生产中。然而其广泛的应用和较长的半衰期也导致残留的西维因会保留在土壤中并污染水源从而进入动物甚至人体内从而引起神经毒性和器官损伤。鉴于西维因可能导致的严重环境污染和生态风险，对农业用土、自然水源、农产品中西维因残留的监测十分重要，因此一种快速、准确、环保且经济的西维因的检测方法亟待建立。
[0003]电化学检测技术具有检测快速、灵敏度高的特点，是一种极具潜力的快速检测方法，并已广泛应用于各类农药残留的检测当中。在电化学传感器中工作电极是核心元件，因此，目前的西维因电化学传感器主要通过对工作电极修饰先进材料和生物材料来实现灵敏度和特异性的增强，常见的修饰材料包括各种碳基、金属基纳米材料和酶、抗体、适配体等，这些材料的修饰可以在电极表面提供识别和催化位点从而提高对西维因的检测性能。
[0004]然而，这些西维因电化学传感器主要存在以下问题。
[0005]第一，材料修饰电极的制备步骤通常较多且繁琐，在制备时间长的同时容易导致重现性差。
[0006]第二，多数修饰材料特别是贵金属纳米粒子、抗体等价格较为昂贵，难以满足大规模西维因检测的需求。
[0007]第三，这些先进材料的生产及传感器的制备过程中常用到许多有毒有害试剂，不符合绿色环保的要求。
[0008]因此，开发成本低廉、制备简单快速且环保的电化学传感器是西维因大规模快速检测的重要途径和策略。
[0009]电化学调控是一种通过在电解质溶液中施加恒定或循环的电势，通过一系列的电化学手段对电极表面进行改性、促进目标分析物转化的方法。这种电化学调控的方法在提高检测效果中的应用不但简单快速(仅需几分钟)且仅使用常见无机溶液，在绿色环保的同时又能以低成本应用于大规模的快速检测。同时，利用电化学调控方法对目标分析物进行的电化学衍生，通过利用衍生物的氧化还原信号避免相似物质的干扰，可以极大提高传感器的选择性。
[0010]因此，基于电化学调控方法的西维因电化学传感器，能为西维因的快速检测提供技术支持。
[0011]目前，利用电化学调控方法构建的西维因电化学传感器未见报道。

技术实现思路

[0012]有鉴于此，本专利技术为解决现有技术存在的材料修饰电极制备步骤繁琐，重现性差，采用的材料不仅价格昂贵，还含有许多有毒有害试剂的问题，提供一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法及检测方法。
[0013]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0014]一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法，其特征在于：传感器基于三电极体系制备，以铂丝电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极。
[0015]具体的制备方法为：
[0016]第一步电化学调控：工作电极以玻碳电极为基础电极，首先使用Al2O3粉末在抛光绒布上，并用去离子水彻底冲洗，该电极与铂丝电极和银/氯化银电极组成三电极体系在0.1M磷酸盐缓冲液中使用计时电位法进行电化学调控，其中得到的工作电极为一步电化学调控电极(e
‑
GCE
CP
)；
[0017]第二步电化学调控：将第一步电化学调控后的三电极体系在0.1M磷酸盐缓冲液中使用循环伏安法进行电化学调控，然后使用去离子水冲洗，完成电化学传感器的制备。
[0018]上述电位法的时间为20s，电流为0.3mA。
[0019]上述伏安法的电压为
‑
0.9～0.5V，扫描速率为0.5V/s。
[0020]上述磷酸盐缓冲液pH值为7.0。
[0021]电化学调控电化学传感器测定西维因的方法，其特征在于，方法步骤为：
[0022]制备的传感器通过电化学调控策略检测西维因，将制备的电化学传感器在含待测未知浓度西维因的0.1M PBS溶液中先室温孵化2min，然后在该溶液中于0.8～
‑
0.4V电位下使用差分脉冲伏安法得到电位与电流的变化关系曲线。
[0023]上述伏安法的电压范围为0.8～
‑
0.4V，波幅0.05V，脉冲时间0.05s，采样间隔0.0167s，脉冲间隔0.5s。
[0024]本专利技术的有益效果为：
[0025]1)本专利技术制备方法制得的电化学调控电化学传感器对西维因检测的灵敏度高达4.2
×
103μA
·
μM
‑1·
cm
‑2，线性范围为0.2～30.0μM；
[0026]2)本专利技术利用电化学调控方法对分析物进行衍生使得在同类氨基酸甲酸酯农药中有良好选择性，且传感器制备仅使用磷酸盐缓冲液，制备时间于5min即可实现。
[0027]3)本专利技术制备方法中采用的原料价格低廉，容易购买，并且没有采用其他的有毒有害物质，保护生态环境。
附图说明
[0028]图1为以裸玻碳电极和本专利技术中仅经过一步电化学调控处理的电极(根据电化学调控模式不同分别记为e
‑
GCE
CV
、e
‑
GCE
CA
、e
‑
GCE
CP
)为工作电极的电化学传感器检测50μM西维因水解产物的差分脉冲伏安(Differential Pulse Voltammetry，DPV)曲线。
[0029]图2为裸玻碳电极和本专利技术电化学调控处理的电极的X射线光电子能谱C1s反卷积图谱，其中(a)为裸玻碳电极的图谱；(b)为e
‑
GCE
CV
的图谱；(c)e
‑
GCE
CA
的图谱；(d)e
‑
GCE
CP
的图谱。
[0030]图3为以裸玻碳电极和两步电化学调控处理的电极(根据电化学调控模式不同分
别记为e
‑
GCE
CP
‑
CV
、e
‑
GCE
CP
‑
CA
、e
‑
GCE
CP
‑
CP
)为工作电极的电化学传感器对西维因水解产物的检测和第二步电化学调控中模式及参数的影响。其中(a)为各电极检测50μM西维因水解产物的DPV曲线图；(b)为第二步电化学调控中循环伏安法实施电位对西维因检测峰电流的影响图；(c)为第二步电化学调控中循环伏安法实施段数对西维因检测峰电流的影响图。
[0031]图4为裸玻碳电极和一步、两步电化学调控处理的电极(根据电化学调控过程不同分别记为e
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法，其特征在于：传感器基于三电极体系制备，以铂丝电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极。2.根据权利要求1所述一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法，其特征在于：具体的制备方法为：第一步电化学调控：工作电极以玻碳电极为基础电极，首先使用Al2O3粉末在抛光绒布上，并用去离子水彻底冲洗，该电极与铂丝电极和银/氯化银电极组成三电极体系在0.1M磷酸盐缓冲液中使用计时电位法进行电化学调控，其中得到的工作电极为一步电化学调控电极(e
‑
GCE
CP
)；第二步电化学调控：将第一步电化学调控后的三电极体系在0.1M磷酸盐缓冲液中使用循环伏安法进行电化学调控，然后使用去离子水冲洗，完成电化学传感器的制备。3.根据权利要求2所述一种西维因农药的新型电化学调控电化学传感器的制备方法，其特征在于：所述的电位法的时间为20s，电流为0.3mA...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，吕奕涛，张长秋，李艳青，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：