一种化学发光检测废水中啶虫脒的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机农药检测领域，尤其涉及一种化学发光检测废水中啶虫脒的方 法。
【背景技术】
[0002] -直以来，农药残余对于环境所造成的污染备受关注。啶虫脒，又名乙虫脒、吡虫 清，是继吡虫啉之后一种新型广谱性烟碱类杀虫剂，因其高效、低毒、内吸性强、用量少、残 效期长、残留量低等特性，应用非常广泛，在市场上占有很高的份额。啶虫脒能够引起人类 神经紊乱而中毒，因此，排放废水中啶虫脒残留和累积必定威胁着人们的健康。
[0003] 目前啶虫脒残留的检测方法主要有高效液相色谱法，气相色谱法，质谱法，液相色 谱-质谱联用，电化学，比色法、荧光光谱法以及酶联免疫分析等方法。这些方法普遍存在样 品前处理烦琐，费用高，上机检测时间比较长，工作效率低，使用有机溶剂量较多或基体本 身的复杂性影响分析的准确度等不足;质谱联用技术由于仪器昂贵，因此得不到很好的普 及;而酶联免疫分析方法很容易受干扰而稳定性差。比色法和荧光光谱法存在灵敏度低的 问题，电化学方法无法解决异相操作的问题而难以自动化。因此，发展灵敏、快速且实用性 强的分析检测啶虫脒的方法对于环境监测及人们的健康很有现实意义。
[0004] 化学发光分析法具有灵敏度高、仪器简单、分析快速、易实现自动化等优点，但是 使用化学发光分析检测啶虫脒的研究未见报道。纳米银能够催化鲁米诺与硝酸银的化学发 光反应，而鲁米诺-硝酸银-纳米银化学发光分析体系是个稳定且灵敏性好的分析体系。本 发明利用鲁米诺-硝酸银-纳米银化学发光分析体系，利用啶虫脒适配体和啶虫脒的相互作 用，适配体构型的改变诱导纳米银形态的改变，从而导致纳米银催化性能的降低。采用静态 注射的方式，实现化学发光分析检测废水中的啶虫脒。适配体对于目标物识别的高特异性 使得本方法具有高度的选择性。
【发明内容】
[0005] 为解决现有测定啶虫脒的技术中存在的问题，本发明提供一种化学发光检测废水 中啶虫脒的方法。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种化学发光检测废水中啶虫脒的方法，包括以下步骤：
[0008] 将啶虫脒适配体与含啶虫脒的废水相互作用，加入纳米银溶液，而后将作用后的 纳米银-适配体-啶虫脒溶液移入化学发光池中，注入鲁米诺-硝酸银化学发光试剂，进行发 光反应，同时检测化学发光的信号。啶虫脒与其适配体作用后，适配体由单链DNA转变为特 定的构象，啶虫脒适配体的构象改变诱导纳米银形态的改变，从而导致纳米银对鲁米诺-硝 酸银的化学发光反应的催化活性的降低;对发光反应的强度进行定量测定，即可得到废水 中啶虫脒的浓度。
[0009] 进一步的改进，所述纳米银溶液中的纳米银粒径为15nm，浓度为3.2 X 1 (T1()mo 1 /L。
[0010] 进一步的改进，适配体的浓度为6 ΧΙθΛιοΙ/L，适配体与啶虫脒的作用时间为10分 钟。
[0011] 进一步的改进，所述纳米银溶液采用如下方法制得:将25mL浓度为1 X l(T3mol/L的 硝酸银溶液逐滴加入到高速搅拌的75mL浓度为2 X l(T3m〇l/L的硼氢化钠溶液中，反应10分 钟，加入5mL质量分数为1 %梓檬酸钠溶液作为稳定剂。
[0012] 进一步的改进，所述鲁米诺-硝酸银化学发光试剂是由5 X l(T5mol/L的鲁米诺溶液 和1.0 X l(T4m〇l/L的硝酸银溶液以1:1体积比混合得到。
[0013] 进一步的改进，所述鲁米诺-硝酸银化学发光试剂的pH值为12.0。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0015] (1)采用化学发光分析技术，所用仪器廉价，对技术人员几乎无要求；（2)使用纳米 银催化的鲁米诺-硝酸银化学发光分析体系，该体系稳定，使得本方法重现性好，RSD在 2.9%~4.2%之间，灵敏度高，检出限达到2.0X10 9g/L; (3)核酸适配体对于目标物识别的 高特异性，使得本方法选择性好；（4)整个实验操作温和，且均在液相体系中进行，易于操 作，有利于自动化的分析操作；（5)实验操作简便快速，分析测试时间缩短为30分钟以内。本 发明所建立的方法无疑填补了化学发光分析检测啶虫脒研究领域的空白。
【附图说明】
[0016] 图1为鲁米诺-硝酸银-纳米银化学发光信号的响应图，其中a为适配体的发光信 号，b为啶虫脒+适配体的发光信号；
[0017] 图2为化学发光分析检测啶虫脒的灵敏度分析。
[0018]具体实施案例
[0019]所用到的主要仪器设备和试剂：
[0020] 啶虫脒适配体是能与啶虫脒选择性结合的核酸，购自于上海生工生物科技有限公 司，啶虫脒购自阿拉丁化学试剂有限公司。实验用水为二次去离子水。硝酸银购自上海化学 试剂公司。使用的污水样品取自福州大学城污水处理厂的废水，分别将废水样用中速滤纸 过滤后，用二次去离子水稀释定容于100mL容量瓶。IFFL-D流动注射化学发光分析仪及其配 套设备（西安瑞迈分析仪器有限公司），TU-1901型紫外-可见分光光度仪(北京普析通用仪 器有限公司），透射电子显微镜（日立公司，规格型号:H-600)。
[0021] 啶虫脒适配体用Tris-HCl缓冲溶液(pH 7.5)溶解制备于冰箱冷冻储藏，使用前需 于高温80°C加热5分钟而后冷却至常温待用。使用二次水溶解啶虫脒制得标准溶液，再使用 标准溶液稀释出啶虫脒标准系列溶液。
[0022] 纳米银的制备:采用硼氢化钠还原银离子，柠檬酸三钠作为稳定剂。制备过程中所 用的玻璃器皿均使用王水浸泡清洗（1:3HN0 3-HC1)，然后用二次去离子水彻底冲洗干净，烘 干备用。将25mL的1 X ΙθΛιοΙ/L的硝酸银溶液逐滴加入到高速搅拌的75mL的2 X ΙθΛιοΙ/L 硼氢化钠溶液中，反应10分钟后，加入5mL质量分数为1%柠檬酸钠溶液作为稳定剂，继续搅 拌10分钟，停止搅拌。将得到的纳米银溶胶放于棕色试剂瓶中，4°C冰箱中保存，熟化两天后 待用。
[0023] 将4.43g鲁米诺固体粉末溶解在20mL 0.10M mol/L溶液中并稀释至1L，制备得到 2.5X10 2mol/L鲁米诺储备溶液。使用之前避光保存一星期以确保试剂性质的稳定。鲁米诺 的工作溶液通过储备溶液的稀释而得到。硝酸银用二次水溶解制备储备液，工作溶液通过 稀释储备液而得。鲁米诺-硝酸银试剂是由5Xl(T5m〇l/L的鲁米诺溶液和Ι.ΟΧΙΟΛιοΙ/L的 硝酸银溶液以1:1体积比混合得到，其pH值为12.0。
[0024] 测定:将200yL啶虫脒标准系列溶液和待测样品分别与200yL啶虫脒适配体溶液混 合，啶虫脒适配体溶液浓度为6 X l(T6mol/L，作用10分钟;加入纳米银溶液后，作用5分钟;而 后加入50yL浓度为0.5mol/L的NaCl溶液，混匀后得到混合溶液;移取100yL混合溶液至化学 发光池中，并注入200yL鲁米诺-硝酸银试剂，通过IFFL-D化学发光分析仪检测并记录发光 信号，根据发光强度和啶虫脒溶液的浓度，制作标准曲线，再依据标准曲线计算待测样品中 啶虫脒的浓度。代表的化学发光信号响应如图1所示。
[0025] 实验所用啶虫脒标准系列溶液浓度为：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。实验结果表明，在优化的实验条件下，随着啶虫脒浓度的增加， 化学发光信号逐渐降低。发现化学发光强度与啶虫脒浓度的对数值成线性相关性。根据测 得的化学发光强度，绘制标准曲线。如图2所示，其检出限为2.0X10 9g/L(S/N=3)。并对6.5 Xl(T6g/L的啶虫脒平行测定6次，其相对标准偏差为2.6%。实验结果表明该方法检出限低， 精密度好，且操作简便。
[0026] 同时测定污水样品，结果列于表1。实验结果表明，本发明所建立的方法具有较好 的准确度和精密度，回收率分别为94.5%~106.13%，RSD在2.9%~4.2%之间，分析时间 短，不需使用大型仪器，可用于废水中啶虫脒的快速检测。
[0027]表1废水中啶虫脒测定的结果
[0028]
[0029]本方法的选择性分析：
[0030]以毒死蝉、对硫磷和五氯苯酚三种共存农药为代表，考察方法对啶虫脒测定的选 择性。实验中考查了适配体/啶虫脒、适配体(无啶虫脒）、适配体/毒死蝉、适配体/对硫磷、 适配体/五氯苯酚和任意DNA序列/啶虫脒对化学发光信号的响应。实验中，适配体和任意 DNA序列作为识别DNA序列，其浓度均为6 X ΙθΛιοΙ/L。其它对照农药浓度和啶虫脒浓度相 同，均为1.5 Xl(T5g/L，其余实验条件相同。实验结果发现，相比于其它几个化学发光的响 应，适配体-啶虫脒显示出一个显著淬灭的化学发光信号。结果表明：本方法具有很好的选 择性。
【主权项】
1. 一种化学发光检测废水中啶虫脒的方法，其特征在于，包括以下步骤： 将啶虫脒适配体与含啶虫脒的废水相互作用，加入纳米银溶液;将作用后的纳米银-适 配体-啶虫脒溶液移入化学发光池中，再注入鲁米诺-硝酸银化学发光试剂，进行发光反应， 对发光反应的强度进行定量测定，即得到废水中啶虫脒的浓度。2. 根据权利要求书1所述的化学发光检测废水中啶虫脒的方法，其特征在于，所述纳米 银溶液中的纳米银粒径为15nm，浓度为3.2 X 10-1V) 1/L。3. 根据权利要求书1所述的化学发光检测废水中啶虫脒的方法，其特征在于，啶虫脒适 配体的浓度为6Xl(T6m 〇l/L，啶虫脒适配体与啶虫脒的作用时间为10分钟。4. 根据权利要求书1所述的化学发光检测废水中啶虫脒的方法，其特征在于，所述纳米 银溶液采用如下方法制得:将25mL浓度为1 X l(T3m〇l/L的硝酸银溶液逐滴加入到高速搅拌 的75mL浓度为2 X ΙθΛιοΙ/L的硼氢化钠溶液中，反应10分钟，再加入5mL质量分数为1 %柠檬 酸钠溶液作为稳定剂。5. 根据权利要求书1所述的化学发光检测废水中啶虫脒的方法，其特征在于，所述鲁米 诺-硝酸银化学发光试剂是由5 X l(T5m〇l/L的鲁米诺溶液和1.0 X l(T4m〇l/L的硝酸银溶液 以1:1体积比混合得到。6. 根据权利要求书1所述的化学发光检测废水中啶虫脒的方法，其特征在于，所述鲁米 诺-硝酸银化学发光试剂的pH值为12.0。
【专利摘要】本发明公开了一种化学发光检测废水中啶虫脒的方法，用鲁米诺-硝酸银-纳米银化学发光分析体系，利用啶虫脒适配体和啶虫脒的相互作用，适配体构型的改变诱导纳米银形态的改变，从而导致纳米银催化性能的降低。采用静态注射的方式，实现化学发光分析检测废水中的啶虫脒。本发明所用仪器廉价，对技术人员几乎无要求；使用纳米银催化的鲁米诺-硝酸银化学发光分析体系，该体系稳定，使得本方法重现性好，RSD在2.9％～4.2％之间，灵敏度高，检出限达到2.0×10–9g/L。
【IPC分类】G01N21/76
【公开号】CN105572107
【申请号】CN201510936545
【发明人】齐莹莹, 修福荣
【申请人】福建工程学院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日