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分子印迹技术在有机磷农药检测中的应用及研究进展

作者: 发布时间:2020-01-22 13:21:14 阅读: 51 次

[摘要] :分子印迹技术具有预定性、识别性和实用性,在农残检测中具有广阔的应用前景,已成为当前有机磷农药检测领域研究的热点之一。本文概述了分子印迹技术的原理特点,阐述了其在有机磷农药检测中的应用及研究现状,并展望分子印迹技术在农药检测中的发展和应用前景。

[关键词] 分子印迹技术;有机磷农药;应用;研究进展

有机磷农药(organophosphorus pesticides)是含C-PC-O-PC-S-PC-N-P键的有机化合物,主要用作农业杀虫剂。有机磷农药在某些环境条件下也存在较长的残留期,长期食用农药残留超标的农副产品,会直接影响到肝、肾等主要器官的健康,危及到人体神经系统。然而需检测的样品往往基质组分复杂,且农药残留含量极低,这类痕量污染物容易被掩蔽,还存在同系物、异构体、降解产物、代谢产物和轭合物影响。将分子印迹技术用于样品前处理或残留检测,可以在一定程度上克服以上缺点。

1 分子印迹技术的基本原理及特点

效仿Pauling抗原抗体形成机理,当模板分子(印迹分子)与聚合物单体接触时会形成多重作用点,通过聚合过程这种作用就会被记忆下来,当模板分子除去后,聚合物中就形成了与模板分子空间构型相匹配的具有多重作用点的空穴,这样的空穴将对模板分子及其类似物具有选择识别特性。

2 分子印迹技术在有机磷农药检测方面的应用

以农药为模板分子的分子印迹技术在农药残留检测中的应用也受到广泛关注,并已经成为当前有机磷农药检测领域研究的热点之一。目前已应用到色谱固定相、固相萃取、固相微萃取、膜分离等方面,并显示出较佳的效果。①固相萃取主要用于样品的分离、纯化和浓缩。美国环保局(EPA)将固相萃取作为测定水中农药含量的方法。2007年北京化工大学的YongqinLv[2] 以杀虫剂乐果为模板分子制备了乐果印迹聚合物,加标乐果在MISPE柱中的回收率达100%。李小红[3]等以甲胺磷为印迹分子,通过悬浮聚合法制备甲胺磷分子印迹聚合物(MIP)微球,在优化条件下,印迹分子的固相萃取回收率达96.4%。②分子印迹固相微萃取是将分子印迹材料作为固相微萃取涂层,更有利于复杂基体中痕量目标物的分析。Zhu 等[4]制备了以久效磷为模板分子的尼龙-6分子印迹搅拌棒吸附萃取涂层,研究表明,该印迹搅拌棒可用于土壤中久效磷、速灭磷、磷胺、氧化乐果4种有机磷农药残留含量的测定,当土壤中添加物的质量比为100μg/kg时,回收率为71.5%92.3%。③以分子印迹聚合物作为敏感材料的传感器简称为分子印迹聚合物传感器。2003年,美国约翰霍普金斯大学的Murray在其专利申请文件中报告了以印迹聚合物作为传感器的发明[5],该发明可以选择性地结合底物到带荧光官能团的共聚物中,被分析的对象有多价阴离子、有机磷类农药和神经毒剂等。2004年,以色列的Marx等人[6]报道了他们以对硫磷、对氧磷、杀螟硫磷(fenitrothion)等类似物为模板合成印迹材料,分别结合石英晶体微天平和电导传感器检测液体和气体中有机磷农药的含量。Huang 等[7]采用壳聚糖作为功能基质,以对硫磷作为模板分子,通过恒电势电化学沉积的方式制备敏感、快速和低成本的分子印迹聚合物传感器,它对对硫磷有很好的识别能力,检测限达到1.0×107 mol/L

3 结语

目前对农药分子印迹技术的研究主要还集中在农药分子印迹聚合物的制备和应用上,对于农药分子印迹的热力学、动力学及结合位点作用机制方面的理论研究很少,相信随着生物学、化学、材料科学和现代分析技术的发展,农药分子模拟和农药分子印迹的表征技术将不断深入,农药印迹分子的识别和分离过程将朝着定量模型描述方向发展,将进一步从本质上阐述分子印迹的识别过程和识别机制,有助于实现农药残留的原位、实时、在线、快速检测。

参考文献

[1] Lv Yongqin Lin ZhixingFeng Wei.et a1Selective recognition and large enrichment of dimethoate from tea leaves by molecularly imprinted polymers[J]Biochemical Engineering Journal20074 4709-16.

[2] 李小红等.分子印迹固相萃取牛奶中甲胺磷[J].分析试验室,2009,28(6):5-8.

[3] Zhu X LCai J BYang Jet alFilms coated with molecular imprinted polymers for the selective stir bar sorption extraction of monocrotophosJ].Journal of Chromatography A2006,1131: 37-44

[4] Murray G MMolecularly imprinted polymer solution anion sensor[P]PCT WO 03/034043 A32003-04-24

[5] Marx SZaltsman ATuryan Iet a1Parathion sensor based on molecularly imprinted sol-gel films[J]Anal Chem2004,76l20-126

[6]Huang Y XLian H TSun X Yet alPreparation and electrochemical characters of parathion molecule imprinted polymeric sensorsJ]. Chemical Research in Chinese Universities201127( 1) : 28-33