基于稀土卟啉印迹微阵列的荧光传感器用于农药残留检测研究

目前农药残留检测需要经过前处理、分离、检测三步，操作复杂、费时费力、成本高，难以实时快速检测；特别对于多农药残留的快速、便捷、高灵敏度、低检测限、微型化和自动化检测，是目前检测技术亟待攻克的瓶颈。本项目拟设计合成对农药分子具有特异识别荧光光谱响应的稀土卟啉衍生物，运用分子印迹技术构建稀土卟啉印迹微阵列荧光传感器，将分子识别、分子印迹、荧光光谱和阵列传感有机融合，实现多组分微痕量农药残留的分离检测于一体。研究荧光传感对混合农药微痕量残留的识别鉴定和定量分析，阐明对农药分子的光谱响应特性和分子识别机制，揭示荧光光谱变化与农药浓度间的对应关系，建立具有"农药指纹图谱"新方法。该研究成果将为农药多残留分析检测奠定基础，为快速便携式农药检测仪的设计提供思路和理论参考，提高我国农药残留检测技术，控制农药残留危害，在学术和工程技术方面具有重要的意义。

目前农药残留检测需要经过前处理、分离、检测三步，操作复杂、费时费力、成本高，难以实时快速检测。本项目首先设计合成对农药分子具有特异识别光谱响应的卟啉衍生物，并表征确认。通过紫外可见分光光度法和荧光发射光谱法系统分析了卟啉化合物与有机磷农药甲拌磷、甲基嘧啶磷、乐果、水胺硫磷之间的光谱学性质，得到卟啉检测各种有机磷农药的检测限、灵敏度、浓度线性关系。对卟啉化合物和有机磷农药之间的作用机理通过化学热力学进行了探究。其次，以有机磷农药模拟剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)作为模板分子，以烯基卟啉为功能单体，甲基丙烯酸(MAA)作为辅助功能单体，采用悬浮法制备了分子印迹微球（MIPs），静态吸附研究表明印迹微球具有很好的选择吸附性能；最后，设计合成分子印迹膜，吸附实验证实印迹膜对目标分子表现出很好的吸附特性，通过荧光和紫外可见光谱对印迹膜进行光谱研究，证明印迹膜与目标分子有很好的线性关系；构建印迹阵列进行可视化研究，结果显示膜与不同浓度目标分子反应后呈现不同的颜色，从而建立了膜颜色与农药溶液浓度的对应关系，建立具有“农药指纹图谱”新方法。研究过程中，申报发明专利4项，目前已获权发明专利2项，发表研究论文8篇，其中SCI检索论文4篇，EI检索论文3篇，培养研究生4名，项目研究结果已达到项目考核目标要求。