一種化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機農藥檢測領域，尤其涉及一種化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方 法。
【背景技術】
[0002] -直以來，農藥殘余對于環境所造成的污染備受關注。啶蟲脒，又名乙蟲脒、吡蟲 清，是繼吡蟲啉之后一種新型廣譜性煙堿類殺蟲劑，因其高效、低毒、內吸性強、用量少、殘 效期長、殘留量低等特性，應用非常廣泛，在市場上占有很高的份額。啶蟲脒能夠引起人類 神經紊亂而中毒，因此，排放廢水中啶蟲脒殘留和累積必定威脅著人們的健康。
[0003] 目前啶蟲脒殘留的檢測方法主要有高效液相色譜法，氣相色譜法，質譜法，液相色 譜-質譜聯用，電化學，比色法、熒光光譜法以及酶聯免疫分析等方法。這些方法普遍存在樣 品前處理煩瑣，費用高，上機檢測時間比較長，工作效率低，使用有機溶劑量較多或基體本 身的復雜性影響分析的準確度等不足;質譜聯用技術由于儀器昂貴，因此得不到很好的普 及;而酶聯免疫分析方法很容易受干擾而穩定性差。比色法和熒光光譜法存在靈敏度低的 問題，電化學方法無法解決異相操作的問題而難以自動化。因此，發展靈敏、快速且實用性 強的分析檢測啶蟲脒的方法對于環境監測及人們的健康很有現實意義。
[0004] 化學發光分析法具有靈敏度高、儀器簡單、分析快速、易實現自動化等優點，但是 使用化學發光分析檢測啶蟲脒的研究未見報道。納米銀能夠催化魯米諾與硝酸銀的化學發 光反應，而魯米諾-硝酸銀-納米銀化學發光分析體系是個穩定且靈敏性好的分析體系。本 發明利用魯米諾-硝酸銀-納米銀化學發光分析體系，利用啶蟲脒適配體和啶蟲脒的相互作 用，適配體構型的改變誘導納米銀形態的改變，從而導致納米銀催化性能的降低。采用靜態 注射的方式，實現化學發光分析檢測廢水中的啶蟲脒。適配體對于目標物識別的高特異性 使得本方法具有高度的選擇性。
【發明內容】
[0005] 為解決現有測定啶蟲脒的技術中存在的問題，本發明提供一種化學發光檢測廢水 中啶蟲脒的方法。
[0006] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0007] -種化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，包括以下步驟：
[0008] 將啶蟲脒適配體與含啶蟲脒的廢水相互作用，加入納米銀溶液，而后將作用后的 納米銀-適配體-啶蟲脒溶液移入化學發光池中，注入魯米諾-硝酸銀化學發光試劑，進行發 光反應，同時檢測化學發光的信號。啶蟲脒與其適配體作用后，適配體由單鏈DNA轉變為特 定的構象，啶蟲脒適配體的構象改變誘導納米銀形態的改變，從而導致納米銀對魯米諾-硝 酸銀的化學發光反應的催化活性的降低;對發光反應的強度進行定量測定，即可得到廢水 中啶蟲脒的濃度。
[0009] 進一步的改進，所述納米銀溶液中的納米銀粒徑為15nm，濃度為3.2 X 1 (T1()mo 1 /L。
[0010] 進一步的改進，適配體的濃度為6 ΧΙθΛιοΙ/L，適配體與啶蟲脒的作用時間為10分 鐘。
[0011] 進一步的改進，所述納米銀溶液采用如下方法制得:將25mL濃度為1 X l(T3mol/L的 硝酸銀溶液逐滴加入到高速攪拌的75mL濃度為2 X l(T3m〇l/L的硼氫化鈉溶液中，反應10分 鐘，加入5mL質量分數為1 %梓檬酸鈉溶液作為穩定劑。
[0012] 進一步的改進，所述魯米諾-硝酸銀化學發光試劑是由5 X l(T5mol/L的魯米諾溶液 和1.0 X l(T4m〇l/L的硝酸銀溶液以1:1體積比混合得到。
[0013] 進一步的改進，所述魯米諾-硝酸銀化學發光試劑的pH值為12.0。
[0014] 與現有技術相比，本發明具有以下優點：
[0015] (1)采用化學發光分析技術，所用儀器廉價，對技術人員幾乎無要求；（2)使用納米 銀催化的魯米諾-硝酸銀化學發光分析體系，該體系穩定，使得本方法重現性好，RSD在 2.9%~4.2%之間，靈敏度高，檢出限達到2.0X10 9g/L; (3)核酸適配體對于目標物識別的 高特異性，使得本方法選擇性好；（4)整個實驗操作溫和，且均在液相體系中進行，易于操 作，有利于自動化的分析操作；（5)實驗操作簡便快速，分析測試時間縮短為30分鐘以內。本 發明所建立的方法無疑填補了化學發光分析檢測啶蟲脒研究領域的空白。
【附圖說明】
[0016] 圖1為魯米諾-硝酸銀-納米銀化學發光信號的響應圖，其中a為適配體的發光信 號，b為啶蟲脒+適配體的發光信號；
[0017] 圖2為化學發光分析檢測啶蟲脒的靈敏度分析。
[0018]具體實施案例
[0019]所用到的主要儀器設備和試劑：
[0020] 啶蟲脒適配體是能與啶蟲脒選擇性結合的核酸，購自于上海生工生物科技有限公 司，啶蟲脒購自阿拉丁化學試劑有限公司。實驗用水為二次去離子水。硝酸銀購自上海化學 試劑公司。使用的污水樣品取自福州大學城污水處理廠的廢水，分別將廢水樣用中速濾紙 過濾后，用二次去離子水稀釋定容于100mL容量瓶。IFFL-D流動注射化學發光分析儀及其配 套設備（西安瑞邁分析儀器有限公司），TU-1901型紫外-可見分光光度儀(北京普析通用儀 器有限公司），透射電子顯微鏡（日立公司，規格型號:H-600)。
[0021] 啶蟲脒適配體用Tris-HCl緩沖溶液(pH 7.5)溶解制備于冰箱冷凍儲藏，使用前需 于高溫80°C加熱5分鐘而后冷卻至常溫待用。使用二次水溶解啶蟲脒制得標準溶液，再使用 標準溶液稀釋出啶蟲脒標準系列溶液。
[0022] 納米銀的制備:采用硼氫化鈉還原銀離子，檸檬酸三鈉作為穩定劑。制備過程中所 用的玻璃器皿均使用王水浸泡清洗（1:3HN0 3-HC1)，然后用二次去離子水徹底沖洗干凈，烘 干備用。將25mL的1 X ΙθΛιοΙ/L的硝酸銀溶液逐滴加入到高速攪拌的75mL的2 X ΙθΛιοΙ/L 硼氫化鈉溶液中，反應10分鐘后，加入5mL質量分數為1%檸檬酸鈉溶液作為穩定劑，繼續攪 拌10分鐘，停止攪拌。將得到的納米銀溶膠放于棕色試劑瓶中，4°C冰箱中保存，熟化兩天后 待用。
[0023] 將4.43g魯米諾固體粉末溶解在20mL 0.10M mol/L溶液中并稀釋至1L，制備得到 2.5X10 2mol/L魯米諾儲備溶液。使用之前避光保存一星期以確保試劑性質的穩定。魯米諾 的工作溶液通過儲備溶液的稀釋而得到。硝酸銀用二次水溶解制備儲備液，工作溶液通過 稀釋儲備液而得。魯米諾-硝酸銀試劑是由5Xl(T5m〇l/L的魯米諾溶液和Ι.ΟΧΙΟΛιοΙ/L的 硝酸銀溶液以1:1體積比混合得到，其pH值為12.0。
[0024] 測定:將200yL啶蟲脒標準系列溶液和待測樣品分別與200yL啶蟲脒適配體溶液混 合，啶蟲脒適配體溶液濃度為6 X l(T6mol/L，作用10分鐘;加入納米銀溶液后，作用5分鐘;而 后加入50yL濃度為0.5mol/L的NaCl溶液，混勻后得到混合溶液;移取100yL混合溶液至化學 發光池中，并注入200yL魯米諾-硝酸銀試劑，通過IFFL-D化學發光分析儀檢測并記錄發光 信號，根據發光強度和啶蟲脒溶液的濃度，制作標準曲線，再依據標準曲線計算待測樣品中 啶蟲脒的濃度。代表的化學發光信號響應如圖1所示。
[0025] 實驗所用啶蟲脒標準系列溶液濃度為：1.5 X 10_7、6.5 X 10_7、1.5 X 10_6、6.5 X 10 一6、1.5 X 10-5、5.8 X 10-5g/L。實驗結果表明，在優化的實驗條件下，隨著啶蟲脒濃度的增加， 化學發光信號逐漸降低。發現化學發光強度與啶蟲脒濃度的對數值成線性相關性。根據測 得的化學發光強度，繪制標準曲線。如圖2所示，其檢出限為2.0X10 9g/L(S/N=3)。并對6.5 Xl(T6g/L的啶蟲脒平行測定6次，其相對標準偏差為2.6%。實驗結果表明該方法檢出限低， 精密度好，且操作簡便。
[0026] 同時測定污水樣品，結果列于表1。實驗結果表明，本發明所建立的方法具有較好 的準確度和精密度，回收率分別為94.5%~106.13%，RSD在2.9%~4.2%之間，分析時間 短，不需使用大型儀器，可用于廢水中啶蟲脒的快速檢測。
[0027]表1廢水中啶蟲脒測定的結果
[0028]
[0029]本方法的選擇性分析：
[0030]以毒死蟬、對硫磷和五氯苯酚三種共存農藥為代表，考察方法對啶蟲脒測定的選 擇性。實驗中考查了適配體/啶蟲脒、適配體(無啶蟲脒）、適配體/毒死蟬、適配體/對硫磷、 適配體/五氯苯酚和任意DNA序列/啶蟲脒對化學發光信號的響應。實驗中，適配體和任意 DNA序列作為識別DNA序列，其濃度均為6 X ΙθΛιοΙ/L。其它對照農藥濃度和啶蟲脒濃度相 同，均為1.5 Xl(T5g/L，其余實驗條件相同。實驗結果發現，相比于其它幾個化學發光的響 應，適配體-啶蟲脒顯示出一個顯著淬滅的化學發光信號。結果表明：本方法具有很好的選 擇性。
【主權項】
1. 一種化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，其特征在于，包括以下步驟： 將啶蟲脒適配體與含啶蟲脒的廢水相互作用，加入納米銀溶液;將作用后的納米銀-適 配體-啶蟲脒溶液移入化學發光池中，再注入魯米諾-硝酸銀化學發光試劑，進行發光反應， 對發光反應的強度進行定量測定，即得到廢水中啶蟲脒的濃度。2. 根據權利要求書1所述的化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，其特征在于，所述納米 銀溶液中的納米銀粒徑為15nm，濃度為3.2 X 10-1V) 1/L。3. 根據權利要求書1所述的化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，其特征在于，啶蟲脒適 配體的濃度為6Xl(T6m 〇l/L，啶蟲脒適配體與啶蟲脒的作用時間為10分鐘。4. 根據權利要求書1所述的化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，其特征在于，所述納米 銀溶液采用如下方法制得:將25mL濃度為1 X l(T3m〇l/L的硝酸銀溶液逐滴加入到高速攪拌 的75mL濃度為2 X ΙθΛιοΙ/L的硼氫化鈉溶液中，反應10分鐘，再加入5mL質量分數為1 %檸檬 酸鈉溶液作為穩定劑。5. 根據權利要求書1所述的化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，其特征在于，所述魯米 諾-硝酸銀化學發光試劑是由5 X l(T5m〇l/L的魯米諾溶液和1.0 X l(T4m〇l/L的硝酸銀溶液 以1:1體積比混合得到。6. 根據權利要求書1所述的化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，其特征在于，所述魯米 諾-硝酸銀化學發光試劑的pH值為12.0。
【專利摘要】本發明公開了一種化學發光檢測廢水中啶蟲脒的方法，用魯米諾-硝酸銀-納米銀化學發光分析體系，利用啶蟲脒適配體和啶蟲脒的相互作用，適配體構型的改變誘導納米銀形態的改變，從而導致納米銀催化性能的降低。采用靜態注射的方式，實現化學發光分析檢測廢水中的啶蟲脒。本發明所用儀器廉價，對技術人員幾乎無要求；使用納米銀催化的魯米諾-硝酸銀化學發光分析體系，該體系穩定，使得本方法重現性好，RSD在2.9％～4.2％之間，靈敏度高，檢出限達到2.0×10–9g/L。
【IPC分類】G01N21/76
【公開號】CN105572107
【申請號】CN201510936545
【發明人】齊瑩瑩, 修福榮
【申請人】福建工程學院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月15日