用電化學傳感分析技術測定Ⅱ型擬除蟲菊酯農藥殘留的方法與流程

本發明涉及用電化學技術測試或分析材料，具體來說，涉及用電化學傳感分析技術測定擬除蟲菊酯類農藥殘留的方法。

背景技術：

眾所周知，Ⅱ型擬除蟲菊酯類化合物包括氟酯菊酯、氯氰菊酯、氟氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、苯氰菊酯、氰戊菊酯、甲氰菊酯、氟氯苯菊酯、氟氰戊菊酯、氟胺氰菊酯、四溴菊酯等，都是廣泛用于病蟲害防治目的的化學殺蟲劑，它們是合成酯類化合物并都包含氰基（CN）基團。

這類化合物有毒，而且在某些情況下會致癌。人們攝入有這類殺蟲劑殘留的食物和飲料，顯然對健康有害。因此檢測水、食材和食品中Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物的存在是一項極為重要的工作。

目前有很多種分析技術用于確定食物或水樣品中Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物的存在。傳統的分析技術提取法，隨后是色譜法、質譜法、免疫分析法和電化學法等。相關的中國專利申請件有：ZL2010102178049號《一種除蟲菊酯的快速測定方法》、2011103637450號《養殖或屠宰環境中6種擬除蟲菊酯類藥物的測定方法》、ZL2011100749064號《卷煙主流煙氣中擬除蟲菊酯類農藥含量的測定方法》、ZL2014101696091號《同時測定土壤中有機磷類及擬除蟲菊酯類農藥殘留量的分析方法》、ZL2014101686776號《同時測定茶鮮葉中有機磷類及擬除蟲菊酯類農藥殘留量的分析方法》、2014104810309號《一種測定辣椒擬除蟲菊酯和有機磷農藥殘留的方法》等。這些申請件幾乎都是采用色譜法來測定，方法儀器貴重、操作復雜。目前尚無用電化學傳感分析技術測定擬除蟲菊酯類農藥殘留的申請件。

當僅對一種或兩種Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物進行分析時，上述已知技術是有效的；但當需要確定多種類型Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物時，它們會變得耗時、復雜和昂貴。另外，在特定情況下的Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物，在某些情況下是同分異構體的水平，污染的樣品必須已經是已知的，才能準確分析。由于很多殺蟲劑配方包含多種Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物的混合物，對這種化合物進行分析，需要付出的勞動和時間很多。

電化學傳感分析技術由于操作簡便、檢測速度快等優勢，日益得到人們的重視。目前，用于檢測Ⅱ型擬除蟲菊酯的電化學生物傳感分析技術按照檢測手段來分主要有電化學傳感器、電化學發光或光電化學傳感器、分子印跡傳感器三種。其中，電化學發光或光電化學傳感器、分子印跡傳感器主要是針對具體農藥做檢測，但電化學傳感器則可針對農藥共有水解或代謝物的電化學特性做檢測。故近幾年被研究者所關注。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種用電化學傳感分析技術測定Ⅱ型擬除蟲菊酯農藥殘留的方法，實現快速、簡易、經濟地測定Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物的殘留。

發明人提供的用電化學傳感分析技術測定擬除蟲菊酯類農藥殘留的方法是將樣品中存在的II 型擬除蟲菊酯化合物轉變成3-苯氧基苯甲醛或4- 氟-3-苯氧基苯甲醛，然后用電化學傳感技術分析處理后樣品中3-苯氧基苯甲醛和/或4-氟-3-苯氧基苯甲醛的存在，從而確定樣品中Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物的殘留程度。

上述樣品指含有II 型擬除蟲菊酯化合物殘留的任何媒介、固體或液體；樣品的例子包括：水，茶葉，中草藥，水果和蔬菜提取物，飲料，食材，食品添加劑，調味劑，香料，作物勻漿，房屋塵土，生物固體和土壤樣品。

上述II 型擬除蟲菊酯化合物轉變成3-苯氧基苯甲醛或4-氟-3-苯氧基苯甲醛是通過多種已知方法，通常是在堿性電解質條件下水解，使用市售原料、試劑和溶劑完成的：

式中： X=H 或F。

上述水解使用的試劑類型和數量以及溶液類型應能確保樣品中的II 型擬除蟲菊酯化合物的轉變，與具體樣品中的II 型擬除蟲菊酯化合物的相對比例以及樣品的性質相當，一般采用在幾個數量級過量的數量例如千分之幾，上述水解的溫度為25℃～100℃，水解時間為1～60min。

上述堿性電解質包括金屬氫氧化物水溶液或乙醇水溶液或甲醇水溶液或堿性緩沖溶液，例如氫氧化鈉（NaOH），氫氧化鉀（KOH），氫氧化鋰（LiOH），氫氧化銨水溶液，三乙胺，N,N-二異丙基乙胺（DIEA），三乙醇胺，氨氣，乙醇鈉，甲醇鈉，或金屬鈉加入甲醇，或乙醇或丙醇或異丙醇或丁醇得到的醇鈉；所述堿性電解質的溶液pH值為大于7，調整溶液pH值所用酸是鹽酸，硫酸，硝酸，硼酸，氨基乙酸，磷酸，檸檬酸中的一種或幾種。

上述電化學傳感技術使用設備包括檢測池、對電極、參比電極、工作電極和電化學工作站；其中，工作電極為經過修飾的電極或印刷電極；上述電化學傳感技術的分析方法，包括以下步驟：I. 分析樣品中是否有3-苯氧基苯甲醛和/或4-氟-3-苯氧基苯甲醛的存在；II. 使樣品經受存在于樣品中的II型擬除蟲菊酯化合物會轉變成3-苯氧基苯甲醛或4-氟-3-苯氧基苯甲醛的條件；III. 接著分析該樣品中3-苯氧基苯甲醛和/或4-氟-3-苯氧基苯甲醛的存在或其濃度升高，以判斷樣品是否有Ⅱ型擬除蟲菊酯化合物的殘留及其殘留程度。

上述工作電極為經過修飾的電極或印刷電極，所用的修飾物為碳材料、金屬材料或其納米顆粒、金屬氧化物或其納米顆粒、表面活性劑、殼聚糖、全氟磺酸Nifion材料、染料、漆酚樹脂、導電聚合物中的一種或者幾種；工作電極經過修飾可以提高對被檢測物的吸附性、選擇性和檢測靈敏度，降低檢測限，同時減少檢測過程中對活性點的損傷。

上述碳材料是石墨、碳纖維、玻碳、多孔碳、炭黑、碳納米管、石墨烯、富勒烯中的一種或者幾種；上述金屬材料或其納米顆粒是金、鉑、銀中的一種或者幾種；上述金屬氧化物或其納米顆粒是二氧化鈦、氧化鐵、氧化鋅納米顆粒中的一種或者幾種；上述導電聚合物是聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚3-甲基噻吩、聚3,4-乙烯二氧噻吩中的一種或者幾種。

本發明是一種具有成本效益和時間效益的確定樣品中存在的II 型擬除蟲菊酯化合物的全部種類的方法，具有快速、簡易、經濟的優點，適用于所有含有II 型擬除蟲菊酯化合物殘留的樣品檢測。

附圖說明

圖1為不同濃度溴氰菊酯的差分脈沖伏安法圖。

圖2為溴氰菊酯的標準曲線。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例

使用本發明的方法檢測擬除蟲菊酯類農藥（溴氰菊酯），檢測原理是該農藥在堿性水解作用下得到共有產物3-苯氧基苯甲醛，不需分離提純，繼續在該條件下，電化學傳感器法檢測3-苯氧基苯甲醛被還原為3-苯氧基苯甲醇的還原峰，隨著水解產物濃度增加，溶液還原峰增加。

按以下步驟制備工作電極： (1)玻碳電極清洗：取有效直徑為3mm 的裸玻碳電極拋光至鏡面，再依次在無水乙醇、去離子水中超聲5min 并烘干。(2)玻碳電極電活化：將裸玻碳電極放在0.1mol/L 的硫酸溶液或pH7.4磷酸緩沖溶液中，以0.1V/s 的速度在0-1.5V 范圍內進行循環伏安掃描，或電流-時間曲線1-2V電壓下持續400s，使玻碳電極活化；

溴氰菊酯的檢測：(1)以上述電活化玻碳電極為工作電極，以Ag/AgCl 電極為參比電極，以鉑電極為對電極建立具有電解池的三電極系統；(2)將溴氰菊酯標準品加入到pH為13、濃度為0.2mol/L 的KCl-NaOH 50％乙醇緩沖溶液中，配制出濃度分別為1×10^-6mol/L、10×10^-6mol/L、50×10^-6mol/L和100×10^-6mol/L的4個濃度的對溴氰菊酯標準品溶液；分別加入到步驟(1) 的三電極系統電解池中，采用差分脈沖伏安法按以下程序和參數進行掃描：掃描電位-0.9V～-1.8V，電位增量0.01V～ 0.001V，振幅0.1V～0.01V，脈沖寬度0.2s，采樣寬度0.0167s，脈沖周期0.5s，靜止時間5s ；先獲得如圖1所示的每一濃度標準品溶液所對應的脈沖電壓與電流的關系曲線a～e，即DPV 圖，然后拾取每一條曲線上的DPV峰電流值，再以峰電流值為縱坐標，以標準品溶液的濃度為橫坐標，在直角坐標系繪制出峰電流值與標準品溶液的濃度對應關系的曲線并進行線性回歸，得到如圖2所示溴氰菊酯的標準曲線, 溴氰菊酯的標準曲線為i_pc =-1.7291-0.1502c，上述標準曲線方程中，i_pc為DPV 峰電流值，單位為μA，c為溴氰菊酯標準品溶液的濃度，單位為μmol/L。

由圖1可見，4個濃度的溴氰菊酯標準品溶液均在脈沖電位于為-1.4 V 附近都有DPV 峰值電流，而且標準品在溶液中的濃度越高對應的曲線在DPV 圖中的位置也越高，在DPV 峰值電流處曲線之間的分離度良好。

擬除蟲菊酯農藥實際樣品檢測：將椪柑皮絞碎制成試樣。稱取試樣5 g，置于50 mL 離心管中，準確加入15 mL 丙酮，漩渦震蕩混勻后以5000 r/min 離心10min，將上層清液轉移至布氏漏斗中減壓抽濾，取濾液備用。從中取5mL椪柑濾液移至50mL容量瓶, 用pH13.0，濃度為0.2mol/L 的KCl-NaOH 的50％乙醇緩沖溶液稀釋到刻度。取10mL向其中分別加入一定量的溴氰菊酯標準溶液，置于45℃～50℃水解完全，再置電解池中進行測量，并做回收率實驗，再根據建立的溴氰菊酯標準曲線，確定柑橘中溴氰菊酯含量。如表1所示：

表1 樣品測定及回收實驗