【CN109632923A】一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法【专利】
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910087158 .X
(22)申请日 2019 .01 .29
(71)申请人 高昕宇 地址 250100 山东省济南市历城区洪家楼 南路11号东兴花园2号楼1单元502
(72)发明人 高昕宇
(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221
代理人 李健康
(51)Int .Cl . G01N 27/48(2006 .01) G01N 27/30(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109632923 A (43)申请公布日 2019.04.16
( 54 )发明 名称 一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对
硫磷和多菌灵的方法 ( 57 )摘要
2
CN 109632923 A
权 利 要 求 书
纯氮向体系中吹1-30min实现。
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3
CN 109632923 A
说 明 书
1/6 页
一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的 方法
技术领域 [0001] 本发明涉及一种同时检测水样中甲基对硫磷和多菌灵的方法，尤其涉及一种利用 差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法。属于电化学分析测试领域。
本发明公开了一种利用差分脉冲伏安法同 时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，是利用纳米 多孔金传感器 ，经传感器 制备及表征 ，传感器标 定或校准 后 ，在醋酸-醋酸 钠缓 冲体 系中 通过差 分脉冲伏安法对样品中甲基对硫磷和多菌灵进 行检测。本发明方法可有效解决传统甲基对硫磷 和多菌灵检测方法步骤繁琐、难以在线检测的问 题 ，具有工艺简便 、测定准 确、特异性高 、反应快 速、灵敏度高、操作简单等特点，实现了甲基对硫 磷和多菌灵混合物的同时检测，应用前景广阔。
背景技术 [0002] 近年来，针对农产品中农药残留的检测及治理方案的研究越来越成为食品安全监 测领域的热点。由于农药的不合理使 用，农药会大量地在环境水样以 及土壤中残留 ，对人体 健康造成潜在的 威胁 ，因此农药残留问 题日益受到大众的 关注和社会的 重视。其中以甲 基 对硫磷和多菌灵的污染问题较为突出。 [0003] 甲基对硫磷(Methyl Parathion ,MP)是一种高毒有机磷酸酯类农药，甲基对硫磷 可抑制生物体内的胆碱酯酶活性，可导致急性中毒，也能引起神经行为异常，还存在免疫毒 性并存在致癌风险。多菌灵(Carbendazol ,CBM)属苯并咪唑类农药，是一种广谱高效低毒的 内吸性杀菌剂。虽然多菌灵急性毒性较低，但对哺乳动物具有一定的致癌性，是可疑的内分 泌干扰物，有一定的生殖毒性和胎儿致畸性，还能导致染色体畸变。 [0004] 目前已知的对于甲基对硫磷和多菌灵的检测方法有： [0005] 1、色谱-质谱法(张志勇 ,龚勇 ,单炜力 .QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱法测定 黄瓜和土壤中甲基硫菌灵和多菌灵[J] .色谱 ,2012 ,30(1):91–94 .王海凤 ,王俊斌 ,刘海学 , 等 .气质联用法同时测定果蔬中多种有机磷农药残留[J] .食品与机械 ,2013 ,29(1):92– 94 .)。 [0006] 2、色谱法(高洁 ,胡德禹 ,黄荣茂 .HPLC法检测黄瓜及土壤中多菌灵的残留量[J] . 山地农业生物学报 ,2011 ,30(2):161–164 .李贝妮 ,王亚林 ,贾金平 .水果中多菌灵的衍生炭 纤 维 固 相 微 萃 取 气 相色 谱 测 定 法 [ J ] .环 境 与 健 康 杂 志 ,2 0 0 8 ,2 5 (3) : 2 5 5 – 257 .K .Seebunrurng ,Y .Santaladchaiyakit ,P .Soisungnoen ,S .Srijaranai ,Catanionic surfactant ambient cloud point extraction and high-performance liquid chromatography for simultaneous analysis of organophosphorus pesticide residues in water and fruit juice samples ,Anal .Bioanal .Chem .401(2011)1703– 1712 .)。 [0007] 3、分光光度法(季凤英 ,李晓东 ,陈瑞耘 ,等 .桑叶中多菌灵的紫外光谱分析[J] .中 山大学学报:自然科学版 ,1995 ,34(1):118–120 .)。 [0008] 但其中关于甲基对硫磷和多菌灵检测方法尚存在急需解决的关键问题如： [0009] 1)上述方法1需要进行繁琐的衍生化过程以及样品处理。 [0010] 2)上述方法2需要消耗大量易对环境造成二次污染的有机溶剂，且仪器设备昂贵 需要专业人员操作。 [0011] 3)上述方法3测试准确度低、检测限高。 [0012] 4)在上述方法中样品必须通过浓缩或富集、预处理等复杂繁琐的过程，且仪器昂
权利要求书2页 说明书6页 附图2页Biblioteka CN 109632923 A
CN 109632923 A
权 利 要 求 书
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1 .一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，是利用纳米多孔金 传感器，在醋酸-醋酸钠缓冲体系中通过差分脉冲伏安法进行检测；
其特征在于： 所述纳米多孔金传感器为三电 极体 系 ，以 纳米多孔金 (NPG) /玻碳电 极 (GCE) 为工作电 极，以铂电极为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极； 其中，所述纳米多孔金/玻碳电极由以下步骤制备： 1) 纳米多孔金制备 ：将厚度为100±10nm的 Au/Ag合金片置于纯硝酸中 ，在20-60℃温度 下，腐蚀10-60min，制得纳米多孔金薄膜； 2)电极制备：将制备的纳米多孔金薄膜贴于玻碳电极表面，再滴加2-8μL浓度为0 .015％(w/v)的Nafion溶液，红外烤5-30min，制得纳米多孔金/玻碳电极； 其中，所述纳米多孔金/玻碳电极由以下方法表征： 将制备好的纳米多孔金/玻碳电极在0 .5M H2SO4中通过循环伏安法扫描5-30圈，以还原 峰峰电流表征纳米多孔金/玻碳电极的有效面积。 所述利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，步骤是： 1)传感器的性能表征：利用纳米多孔金传感器在0-1 .0V区间内通过差分脉冲伏安法检 测待测样品的电 流响应 ，其中 ，甲基对硫磷的出峰电 位在0 .25V ，多菌灵的出峰电 位在 0 .95V，所述出峰电位是否出现为判定溶液中甲基对硫磷或多菌灵是否存在的依据； 2)传感器标定或校准：向脱氧的pH＝4、100mM的醋酸-醋酸钠缓冲体系中同时加入终浓 度分别为5-25μM的甲基对硫磷标准品和10-75μM的多菌灵标准品，利用传感器在0-1 .0V区 间内检测加入的已知浓度的甲基对硫磷标准品和多菌灵标准品的电流响应，分别做出电流 响应的浓度-电流标准曲线，备用；其中，甲基对硫磷标准品的出峰电位在0 .25V，多菌灵标 准品的出峰电位在0 .95V，所述出峰电位是否出现为判定溶液中甲基对硫磷和多菌灵是否 存在的 依据 ；当传感器再次使 用时 ，将其放入pH＝4、100mM的醋酸-醋酸钠缓冲溶液的反应 体系中 ，加入终浓度为20μM的甲 基对硫磷标准品 和30μM的 多菌灵标准品 ，利用传感器在01 .0V区间内检测两种标准品的电流响应，将所得响应电流代入浓度-电流标准曲线，计算其 实测浓度，以校准电极误差；待电极误差校准后，备用； 3)实际样品中的甲基对硫磷和多菌灵的检测：将标定或校准后的传感器放入脱氧的合 成水样的反应体系中，加入待测样品，利用传感器在0-1 .0V区间内检测待测样品的电流响 应，当出峰电位在0 .25V时，可判定样品中含甲基对硫磷；当出峰电位在0 .95V时，可判定样 品中含多菌灵；进一步将待测样品的电流响应代入相应的浓度-电流标准曲线计算，即可分 别对应得到待测样品中甲基对硫磷和多菌灵的相关含量。 2 .如权利要求1所述利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，其特 征在于，所述纳米多孔金/玻碳电极由以下步骤制备： 1) 纳米多孔金制备 ：将厚度为100±10nm的 Au/Ag合金片置于纯硝酸中 ，在40-50℃温度 下，腐蚀20-30min，制得纳米多孔金薄膜； 2)电极制备：将制备的纳米多孔金薄膜贴于玻碳电极表面，再滴加4-6μL浓度为0 .5％ (w/v)的Nafion溶液，红外烤15-20min，制得纳米多孔金/玻碳电极。 3 .如权利要求1所述利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，其特 征在于 ，所述脱氧的 pH＝4、100mM的醋酸-醋酸钠缓冲体系是在每次电 化学 测量之前 ，用高
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910087158 .X
(22)申请日 2019 .01 .29
(71)申请人 高昕宇 地址 250100 山东省济南市历城区洪家楼 南路11号东兴花园2号楼1单元502
(72)发明人 高昕宇
(74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221
代理人 李健康
(51)Int .Cl . G01N 27/48(2006 .01) G01N 27/30(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109632923 A (43)申请公布日 2019.04.16
( 54 )发明 名称 一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对
硫磷和多菌灵的方法 ( 57 )摘要
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CN 109632923 A
权 利 要 求 书
纯氮向体系中吹1-30min实现。
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CN 109632923 A
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一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的 方法
技术领域 [0001] 本发明涉及一种同时检测水样中甲基对硫磷和多菌灵的方法，尤其涉及一种利用 差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法。属于电化学分析测试领域。
本发明公开了一种利用差分脉冲伏安法同 时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，是利用纳米 多孔金传感器 ，经传感器 制备及表征 ，传感器标 定或校准 后 ，在醋酸-醋酸 钠缓 冲体 系中 通过差 分脉冲伏安法对样品中甲基对硫磷和多菌灵进 行检测。本发明方法可有效解决传统甲基对硫磷 和多菌灵检测方法步骤繁琐、难以在线检测的问 题 ，具有工艺简便 、测定准 确、特异性高 、反应快 速、灵敏度高、操作简单等特点，实现了甲基对硫 磷和多菌灵混合物的同时检测，应用前景广阔。
背景技术 [0002] 近年来，针对农产品中农药残留的检测及治理方案的研究越来越成为食品安全监 测领域的热点。由于农药的不合理使 用，农药会大量地在环境水样以 及土壤中残留 ，对人体 健康造成潜在的 威胁 ，因此农药残留问 题日益受到大众的 关注和社会的 重视。其中以甲 基 对硫磷和多菌灵的污染问题较为突出。 [0003] 甲基对硫磷(Methyl Parathion ,MP)是一种高毒有机磷酸酯类农药，甲基对硫磷 可抑制生物体内的胆碱酯酶活性，可导致急性中毒，也能引起神经行为异常，还存在免疫毒 性并存在致癌风险。多菌灵(Carbendazol ,CBM)属苯并咪唑类农药，是一种广谱高效低毒的 内吸性杀菌剂。虽然多菌灵急性毒性较低，但对哺乳动物具有一定的致癌性，是可疑的内分 泌干扰物，有一定的生殖毒性和胎儿致畸性，还能导致染色体畸变。 [0004] 目前已知的对于甲基对硫磷和多菌灵的检测方法有： [0005] 1、色谱-质谱法(张志勇 ,龚勇 ,单炜力 .QuEChERS-高效液相色谱-串联质谱法测定 黄瓜和土壤中甲基硫菌灵和多菌灵[J] .色谱 ,2012 ,30(1):91–94 .王海凤 ,王俊斌 ,刘海学 , 等 .气质联用法同时测定果蔬中多种有机磷农药残留[J] .食品与机械 ,2013 ,29(1):92– 94 .)。 [0006] 2、色谱法(高洁 ,胡德禹 ,黄荣茂 .HPLC法检测黄瓜及土壤中多菌灵的残留量[J] . 山地农业生物学报 ,2011 ,30(2):161–164 .李贝妮 ,王亚林 ,贾金平 .水果中多菌灵的衍生炭 纤 维 固 相 微 萃 取 气 相色 谱 测 定 法 [ J ] .环 境 与 健 康 杂 志 ,2 0 0 8 ,2 5 (3) : 2 5 5 – 257 .K .Seebunrurng ,Y .Santaladchaiyakit ,P .Soisungnoen ,S .Srijaranai ,Catanionic surfactant ambient cloud point extraction and high-performance liquid chromatography for simultaneous analysis of organophosphorus pesticide residues in water and fruit juice samples ,Anal .Bioanal .Chem .401(2011)1703– 1712 .)。 [0007] 3、分光光度法(季凤英 ,李晓东 ,陈瑞耘 ,等 .桑叶中多菌灵的紫外光谱分析[J] .中 山大学学报:自然科学版 ,1995 ,34(1):118–120 .)。 [0008] 但其中关于甲基对硫磷和多菌灵检测方法尚存在急需解决的关键问题如： [0009] 1)上述方法1需要进行繁琐的衍生化过程以及样品处理。 [0010] 2)上述方法2需要消耗大量易对环境造成二次污染的有机溶剂，且仪器设备昂贵 需要专业人员操作。 [0011] 3)上述方法3测试准确度低、检测限高。 [0012] 4)在上述方法中样品必须通过浓缩或富集、预处理等复杂繁琐的过程，且仪器昂
权利要求书2页 说明书6页 附图2页Biblioteka CN 109632923 A
CN 109632923 A
权 利 要 求 书
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1 .一种利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，是利用纳米多孔金 传感器，在醋酸-醋酸钠缓冲体系中通过差分脉冲伏安法进行检测；
其特征在于： 所述纳米多孔金传感器为三电 极体 系 ，以 纳米多孔金 (NPG) /玻碳电 极 (GCE) 为工作电 极，以铂电极为对电极，以饱和甘汞电极为参比电极； 其中，所述纳米多孔金/玻碳电极由以下步骤制备： 1) 纳米多孔金制备 ：将厚度为100±10nm的 Au/Ag合金片置于纯硝酸中 ，在20-60℃温度 下，腐蚀10-60min，制得纳米多孔金薄膜； 2)电极制备：将制备的纳米多孔金薄膜贴于玻碳电极表面，再滴加2-8μL浓度为0 .015％(w/v)的Nafion溶液，红外烤5-30min，制得纳米多孔金/玻碳电极； 其中，所述纳米多孔金/玻碳电极由以下方法表征： 将制备好的纳米多孔金/玻碳电极在0 .5M H2SO4中通过循环伏安法扫描5-30圈，以还原 峰峰电流表征纳米多孔金/玻碳电极的有效面积。 所述利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，步骤是： 1)传感器的性能表征：利用纳米多孔金传感器在0-1 .0V区间内通过差分脉冲伏安法检 测待测样品的电 流响应 ，其中 ，甲基对硫磷的出峰电 位在0 .25V ，多菌灵的出峰电 位在 0 .95V，所述出峰电位是否出现为判定溶液中甲基对硫磷或多菌灵是否存在的依据； 2)传感器标定或校准：向脱氧的pH＝4、100mM的醋酸-醋酸钠缓冲体系中同时加入终浓 度分别为5-25μM的甲基对硫磷标准品和10-75μM的多菌灵标准品，利用传感器在0-1 .0V区 间内检测加入的已知浓度的甲基对硫磷标准品和多菌灵标准品的电流响应，分别做出电流 响应的浓度-电流标准曲线，备用；其中，甲基对硫磷标准品的出峰电位在0 .25V，多菌灵标 准品的出峰电位在0 .95V，所述出峰电位是否出现为判定溶液中甲基对硫磷和多菌灵是否 存在的 依据 ；当传感器再次使 用时 ，将其放入pH＝4、100mM的醋酸-醋酸钠缓冲溶液的反应 体系中 ，加入终浓度为20μM的甲 基对硫磷标准品 和30μM的 多菌灵标准品 ，利用传感器在01 .0V区间内检测两种标准品的电流响应，将所得响应电流代入浓度-电流标准曲线，计算其 实测浓度，以校准电极误差；待电极误差校准后，备用； 3)实际样品中的甲基对硫磷和多菌灵的检测：将标定或校准后的传感器放入脱氧的合 成水样的反应体系中，加入待测样品，利用传感器在0-1 .0V区间内检测待测样品的电流响 应，当出峰电位在0 .25V时，可判定样品中含甲基对硫磷；当出峰电位在0 .95V时，可判定样 品中含多菌灵；进一步将待测样品的电流响应代入相应的浓度-电流标准曲线计算，即可分 别对应得到待测样品中甲基对硫磷和多菌灵的相关含量。 2 .如权利要求1所述利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，其特 征在于，所述纳米多孔金/玻碳电极由以下步骤制备： 1) 纳米多孔金制备 ：将厚度为100±10nm的 Au/Ag合金片置于纯硝酸中 ，在40-50℃温度 下，腐蚀20-30min，制得纳米多孔金薄膜； 2)电极制备：将制备的纳米多孔金薄膜贴于玻碳电极表面，再滴加4-6μL浓度为0 .5％ (w/v)的Nafion溶液，红外烤15-20min，制得纳米多孔金/玻碳电极。 3 .如权利要求1所述利用差分脉冲伏安法同时检测甲基对硫磷和多菌灵的方法，其特 征在于 ，所述脱氧的 pH＝4、100mM的醋酸-醋酸钠缓冲体系是在每次电 化学 测量之前 ，用高