分子印迹传感技术在农药残留检测中的应用研究进展

传统的大型仪器检测及免疫检测等农药残留检测方法存在周期长、成本高、操作复杂等局限性。近年来随着分子印迹技术和微电子技术的发展,分子印迹传感技术作为一种新的农药残留检测方法,因其具有快速、实时、操作简便、灵敏度高及特异性好等优点,目前已被应用于多数种类杀虫剂及部分除草剂和植物生长调节剂的残留检测,显示出了广阔的发展前景。文章从原理和方法方面综述了分子印迹传感技术与电化学、光学以及质量敏感技术联用在农药残留检测领域的研究应用进展,并对该技术的未来发展趋势和应用前景进行了展望。     

分子印迹-基质固相分散萃取-高效液相色谱法测定土壤中4种硫代磷酸酯类农药残留量

建立了一种高效、选择性强的分子印迹-基质固相分散萃取结合高效液相色谱测定土壤中4种硫代磷酸酯类农药(毒死蜱、甲基立枯磷、甲基毒死蜱、甲基对硫磷)残留量的方法;并以甲基立枯磷为模板分子,以甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,且n(模板分子)∶n(功能单体)=1∶4,以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,以偶氮二异丁腈为引发剂,采用沉淀印迹聚合方法,合成了甲基立枯磷高分子印迹聚合微球(MIPs);以MIPs作为土壤样品提取液的基质固相分散吸附剂,采用HPLC检测处理后的样品,流动相为V(乙睛)∶V(0.1%乙酸水溶液)=3∶1,流速0.8 m L/min,进样量20μL,检测波长210 nm,采用Agilent Eclipse XDB-C8色谱柱(150 mm×4.6 mm,5μm),柱温25℃。结果显示:MIPs对甲基立枯磷有特异性吸附,对其结构相似物毒死蜱、甲基对硫磷和甲基毒死蜱也具有一定的吸附性能;在0.01~5.0 mg/kg范围内,各药剂的质量浓度与相应的峰面积间呈良好的线性关系,相关系数r为0.997 5~0.999 8;4种硫代磷酸酯类有机磷杀虫剂的检出限(LOD)为0.452~1.226μg/kg;添加回收率为76%~96%,相对标准偏差(RSD)为2.8%~7.3%。该方法可用于土壤中硫代磷酸酯类有机磷杀虫剂残留量的测定。     

基于表面引发原子转移自由基聚合技术制备2,4-二氯苯氧乙酸分子印迹聚合物及其识别特性分析

首次以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为模板、丙烯酰胺(AM)为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂、溴化铜/2,2'-联吡啶(CuBr/Bpy)为催化剂,采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术,制备了2,4-二氯苯氧乙酸分子印迹聚合物(2,4-D MIPs),并研究了模板分子与功能单体比例对该印迹聚合物吸附量的影响。通过动态、静态及竞争试验考察了该印迹聚合物对2,4-D的吸附性能。结果表明:2,4-D MIPs对模板分子2,4-D具有良好的特异性识别作用;与2,4-二氯苯酚和2,4-二氯苯甲醛相比,2,4-D MIPs对2,4-D的选择性系数分别为2.84和3.75,相对选择性系数分别为2.31和2.29。采用Scatchard模型分析,可以得到两类结合位点,计算得到最大表观吸附量(Qmax)分别为76.92和142.91 mg/g,离解常数Kd分别为632.91和2 309.47 mg/L。将2,4-D MIPs作为固相萃取剂,对豆芽样品进行添加回收试验,回收率为86%~104%,相对标准偏差(RSD)为1.9%~10%,方法的检出限为20 ng/g。该印迹聚合物可以富集分离测定2,4-D,稳定性好,并且能重复使用。     

吡虫啉分子印迹电化学传感器的制备及电学传感机理分析

以壳聚糖为功能基体、吡虫啉(imidacloprid,IMI)为模板分子、戊二醛为交联剂,应用恒电位沉积法制备了分子印迹电极并构建了吡虫啉印迹传感器(IMI-MIP/F-CNTs/GCE)。利用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)、差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)及交流阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)考察了新型传感器对吡虫啉的检测性能并构建等效电路模型。结果表明:成功制备了新型分子印迹电化学传感器;传感器表观表面积比裸电极显著提高;新型传感器具有良好的印迹效果,相较于其他结构类似的烟碱化合物(如啶虫脒等),IMIMIP/F-CNTs/GCE对吡虫啉表现出高效的选择识别能力,且在cI M I≤1.0×10-6mol/L范围内传感器峰电流与cI M I存在定量关系;数据模拟分析获得传感器电学阻抗谱等效电路模型为R1(C1(R2(CPE2(R3)))),计算等效电路各元件参数证明该模型能有效模拟传感器检测吡虫啉的传感机理。所得结果可为烟碱类农药残留检测提供一种新的分析方法,为农药残留检测传感器分析机理研究提供有益参考。     

戊唑醇分子印迹传感器制备及其农药残留检测的电学传感机理分析

以甲基丙烯酸为功能单体,戊唑醇(tebuconazole,TEB)为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,应用电化学聚合法制备了分子印迹电化学传感器(TEB-MIP/F-CNTs/GCE)。利用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和交流阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)对新型传感器进行了表征,并用差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)考察了新型传感器对戊唑醇的检测性能。结果表明:戊唑醇分子印迹电化学传感器具有一定特异性;传感器表观表面积比裸电极显著提高;新型传感器具有良好的印迹效果,相较于其他结构类似的三唑类化合物(如苯醚甲环唑),TEB-MIP/F-CNTs/GCE对戊唑醇表现出高效的识别能力,具有专一性和强选择性,且在C_(TEB)≤2.0×10~(-6)mol/L范围内传感器峰电流与C_(TEB)存在定量关系;数据模拟分析得到传感器的电学阻抗谱等效电路模型为R_1(CPE_1(R_2(CPE_2(R_3)))),计算各电极/传感器的等效电路中各元件参数,证明该模型能有效地模拟传感器检测戊唑醇的传感机理。该研究结果可为三唑类农药残留仿生免疫检测方法的建立提供技术支撑。     

环糊精及其衍生物在农药领域应用的研究进展

环糊精及其衍生物具有 "内疏水、外亲水"的特殊分子结构,可与许多客体分子包结形成包合物。环糊精与农药形成包合物对农药分子具有增溶、控制释放、提高稳定性等功能,在农药制剂方面具有重要的应用价值。环糊精对农药污染物的降解有促进作用,对农药分子具有选择性识别作用,因而在农药污染物治理、农药残留检测方面也有重要的应用价值。综述了环糊精及其衍生物在作为农药剂型加工中的助剂、农药污染物治理和农药残留检测等方面应用的研究新进展,并对其在农药领域的发展趋势和应用前景进行了展望。     

分子印迹传感器技术在农药检测中的应用

介绍了非共价型分子印迹聚合物的聚合过程及应用;综述了近年来分子印迹传感器在不同种类农药检测中的研究进展。目前,印迹传感器技术可用于莠去津、敌草净、2,4-滴、草甘膦、对硫磷、氯霉素等农药的检测,对大部分农药检测限可达μmol/L级。随着分子印迹和微电子技术的发展,印迹传感器技术作为一种新的农药检测方法,具有广阔的发展前景。     

农产品农药残留检测前处理技术研究进展

由于农产品中农药残留的多样性和复杂性,样品前处理成为农药残留检测的重点和难点.文章主要介绍了近年发展起来的固相萃取小柱、固相微萃取、分子印迹固相萃取、凝胶渗透色谱等前处理技术在农产品农药残留分析中的应用,并展望了农产品前处理技术未来的发展方向.     

化学计量学在农药残留分析中的应用与进展

本文对近几年来化学计量学方法在农药残留分析测试中的应用进行了评述．指出了化学计量学在农药残留分析中的重要性及应用前景。     

生物农药的发展动态与趋势展望

人类可持续发展战略的实施，引起人们对应用有毒化学品导致的直接或间接的潜在危险和危害的重视。因此，符合环保、健康、持续发展理念的高效、低毒、低残留、与环境相容的农药开发就成为当今农药研究的主题。在合成化合物中筛选农药活性成分命中率愈来愈低的今天，人们更加重视从天然产物中寻找新药的研究途径。近年来，随着生物技术（特别是基因组合）、高通量筛选技术和组合化学技术的快速发展及其在农药研究开发中的渗透和应用，极大地推动了农药研究领域中三个热点问题：植物源农药、微生物农药和转基因工程农药等的发展。     

Applying molecular docking to pesticides

Pesticide creation is related to the development of sustainable agricultural and ecological safety, and molecular docking technology can effectively help in pesticide innovation. This paper introduces the basic theory behind molecular docking, pesticide databases, and docking software. It also summarizes the application of molecular docking in the pesticide field, including the virtual screening of lead compounds, detection of pesticides and their metabolites in the environment, reverse screening of pesticide targets, and the study of resistance mechanisms. Finally, problems with the use of molecular docking technology in pesticide creation are discussed, and prospects for the future use of molecular docking technology in new pesticide development are discussed. © 2023 Society of Chemical Industry.     

固相萃取-气相色谱-三重四极杆串联质谱法测定茶叶中45种有机磷农药残留

采用气相色谱-三重四极杆串联质谱(GC-MS/MS)技术建立了茶叶中45种有机磷农药残留的检测方法。茶叶样品加水浸泡后采用乙腈提取,经TPT固相萃取柱净化,用V (乙腈) : V (甲苯) ＝ 3 : 1混合溶液洗脱,采用GC-MS/MS检测,基质匹配标准溶液外标法定量;分析了加水对茶叶中有机磷类农药提取效率的影响。结果表明:45种有机磷类农药在各自质量浓度范围内线性关系良好,相关系数均大于0.993。方法检出限为0.001~0.01 mg/kg,定量限为0.002~0.02 mg/kg。在0.05、0.5和5 mg/kg 3个添加水平下,45种农药平均回收率在71%~102%之间,相对标准偏差均小于9.4%。     

Pesticide residues in the total diet in Canada II—1970

Composites of food representing the Canadian diet were analysed for organochlorine and organophosphorus pesticides and arsenic. Thirteen organochlorine and three organophosphorus pesticides were found. Residues were consistently low and would contribute to the diet approximately 20 μg total pesticide residues and 30 μg arsenic per person per day.     

"胃袋式"大体积直接进样分析大米中多种有机磷农药残留

初步研究了"胃袋式"大体积直接进样和质谱选择离子监测技术相结合检测大米中多种有机磷农药残留的方法。考察了无前处理进样时大米基质对14种农药信噪比的影响,结合质谱的选择离子监测技术,建立了其中9种有机磷农药的检测方法。其中7种农药的最低定量限(LOQ)为4.0~10.0 μg/kg,样品添加回收率范围在67%~106%之间,RSD大部分小于20%(n=6)。     

QuEChERS-气相色谱法检测苎麻及其土壤中8种有机磷农药残留

建立了采用QuEChERS-气相色谱快速检测苎麻及其土壤中8种有机磷农药残留的方法。样品用乙腈或乙腈-超纯水提取,苎麻叶样品用N-丙基乙二胺(PSA)配合石墨化炭黑(GCB)净化,土壤和苎麻杆样品经PSA净化,最后用丙酮置换乙腈,气相色谱-FPD检测,外标法定量。结果表明,在0.05～0.5 mg/kg添加水平范围内,8种农药在土壤、苎麻杆和苎麻叶样品中的平均添加回收率在71.1%～114.2%之间,相对标准偏差(RSD)为2.2%～14.6%,检出限(LOD)在0.006～0.016 mg/kg之间,定量限(LOQ)在0.020～0.050 mg/kg之间。该方法准确、快速、方便,适用于有机磷类农药在苎麻叶、苎麻杆和土壤中的残留检测。     

我国小麦中农药残留及代谢研究进展

为全面了解小麦中农药残留量水平及代谢状况,合理评价小麦及其产品的质量安全和品质,综述了小麦中常用农药残留、代谢的研究现状及综合治理策略。有机磷类、有机氯类及其他一些常用农药在小麦及其产品中的残留水平较低,均未超过国家相关最大残留限量(MRL)标准;目前针对具有典型代谢产物的农药在小麦体内残留、代谢及转化规律的系统研究很少。提出了应进一步加强立法、建立高效的综合防治体系、继续实施小麦生产过程中农药残留监控、加强小麦流通领域的监督抽查力度等农药残留的综合治理策略,可为农药在小麦上的安全合理使用、提高小麦及其产品的质量安全及品质提供参考。     

分子印迹技术及其在痕量分析中的应用

分子印迹是近年来迅速发展起来的一种分子识别技术, 以此为原理的分离和检测方法日益增多。重点对有关技术在痕量分析中的研究与应用进行了综述, 包括分子印迹原理、分子印迹聚合物制备方法、应用、存在的问题及其发展前景。