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。     

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。     

农药残留检测用新型碳纳米管固载酶生物传感器的制备及其电学传感性能分析

采用滴涂法、自组装法及化学键合法制备了基于碳纳米管(CNTs)修饰的乙酰胆碱酯酶(AChE)生物传感器,采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)、交流阻抗法(EIS)和扫描电镜(SEM)对生物传感器的电化学性能和表面形貌进行表征,通过采用该生物传感器对异丙威(氨基甲酸酯类农药)进行分析的结果,考察了其检测性能,研究了各生物传感器的动力学性质及电化学行为,并构建了新型固载酶生物传感器的等效电路模型。结果表明:各生物传感器表观表面积比裸电极显著提高,其电子传递速率遵循以下顺序逐渐降低:乙酰胆碱酯酶(AChE)/壳聚糖(CS)/功能化碳纳米管(F-CNTs/GCE)生物传感器AChE/F-CNTs/GCE生物传感器CS/双醛纤维素固载酶(DAC-AChE)/F-CNTs/GCE生物传感器,各传感器表观电子传递速率常数分别为:k s AChE/CS/F-CNTs/GCE=0.24 s-1,k s AChE/F-CNTs/GCE=0.23 s-1和k s CS/DAC-AChE/F-CNTs/GCE=0.22 s-1。获得生物传感器电学阻抗谱等效电路模型为R1(CPE1(R2(CPE2(R3)))),计算得到等效电路模型中各具体元件参数,证明该有效电路能有效模拟生物传感器检测异丙威的传感机理。该研究结果可为农药残留检测用生物传感器分析机理研究提供有益参考。     

纳米传感器在农药残留检测中的应用研究进展

农药残留是影响食品安全的主要风险因素之一。传统的农药残留检测方法由于需要昂贵、大型的检测仪器往往不能满足现场、实时检测的需要。近年来,随着纳米材料制备及功能化技术日趋完善,其在农药残留快速检测领域的研究日益活跃。纳米材料与荧光法、比色法、表面增强拉曼散射法及电化学法结合,可构建各类纳米传感器,在检测特异性和灵敏度上有较大提升,实现了快速检测技术的突破。本文综述了上述4类主要的纳米传感器在农药残留快速检测中的应用,并对其应用前景进行展望。未来构建选择性高、分析范围广、抗干扰、简单便携的纳米传感器仍将是农药残留检测领域主要的研究方向。     

UPT生物传感器（改进型）实用化样机研制成功

由我院和军事医学科学院、中科院上海光机所共同研发的具有我国自主知识产权的上转磷光技术（UPT）生物传感器，经过第一阶段的反馈，结合口岸卫生检疫的工作特点，目前已成功研制出UPT生物传感器（改进型）实用化样机。该仪器可以定量检测免疫层析检测中标记上转换磷光颗粒（UCP）的生物材料，适于致病微生物的快速检验，改进型传感器较第一代产品更加人性化，实行一键操作报告检测结果，增加了内置紫外消毒和程序化检测报告微型打印系统，缩短了扫描时间，减少了操作误差，自动化程度更高，从外型到功能上更加符合口岸现场快速检测的需要。     

天然除虫菊酯检测方法的研究进展

天然除虫菊酯已成为当今无公害生物杀虫剂的研究热点之一,广泛应用于农业、林业、生物农药和食品卫生安全等多个领域。本文总结了目前相关研究的现状与成果,分析了目前应用于检测天然除虫菊酯的薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法及联用技术的优缺点。重点讨论了在天然除虫菊酯残留检测方法中,代表其发展趋势的免疫学方法及生物传感器技术,并在此基础上提出实现检测的设想。     

天然除虫菊酯检测方法的研究进展

天然除虫菊酯已成为当今无公害生物杀虫剂的研究热点之一,广泛应用于农业、林业、生物农药和食品卫生安全等多个领域。本文总结了目前相关研究的现状与成果,分析了目前应用于检测天然除虫菊酯的薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法及联用技术的优缺点。重点讨论了在天然除虫菊酯残留检测方法中,代表其发展趋势的免疫学方法及生物传感器技术,并在此基础上提出实现检测的设想。     

微悬臂生物传感器在病原微生物检测中的应用

微悬臂生物传感器具有快速、实时、灵敏度高和无需分子标记的优点,正成为当前传感器领域检测分子、细菌、病毒和蛋白质等的研究新热点。本文着重综述了微悬臂生物传感器的工作原理和工作模式及其在细菌、真菌和病毒检测上的应用,并对微悬臂生物传感器的发展前景提出展望。     

基于电子鼻技术的小麦籽粒DON含量检测

为探究利用电子鼻技术对小麦籽粒中DON含量定量检测的可行性, 本研究在25℃和40℃平衡温度下对DON含量不同的80个小麦籽粒样品的顶空气体进行电子鼻检测, 并结合由UPLC-MS/MS测得的各样品DON含量进行统计分析, 结果发现, 除4号和5号传感器外, 其余8个传感器的响应值均与样品DON含量具有显著或极显著的相关性, 其中1号传感器的响应值及其参数与样品DON含量的相关性最强, 表明1号传感器可以作为检测小麦籽粒样品DON含量的关键气体传感器。以1号传感器的参数为主, 分别建立了在两平衡温度下样品DON含量的回归模型。对各模型的拟合效果分析发现, 在40℃平衡温度下基于X17(1号传感器21~60 s响应值的和)所建一元回归模型最好;在25℃平衡温度下,基于X1(1号传感器20~40 s响应值的平均值)和X12(8号传感器1~5 s响应值的和)所建二元回归模型拟合效果最好,其次为基于X1所建的一元回归模型。该研究可为电子鼻技术在小麦籽粒中DON含量检测中的应用提供理论依据和技术支撑。     

黑河中游张掖地区近48a气候变化及径流的响应

将现代气候统计诊断与预测技术和地理信息系统(GIS)的地学统计方法中的Kriging插值结合,分析了位于黑河中游张掖地区6个气象站的近48a的气温和降水的时空变化,并且空间显示了各季节的气温和降水变化。结果表明:张掖地区6站的年均气温在3.97-8.04℃之间,变暖最快的是山丹站气温倾向率为0.47℃/10a,变暖最缓慢的是高台站气温倾向率为0.19℃/10a。年均气温最低出现在1956年,为2.5℃,最高值出现在1998年,为9.06℃;降水地域分布不均衡,地区降水差值可达200mm以上。夏季张掖地区的降水变化范围为67.11-193.30mm,冬季降水是4.69-10.48mm,表明降水季节分配不均,且冬、夏降水变化幅度大;张掖地区气温在1991年开始发生突变,气温增加趋势明显。西支流地区和整个张掖地区气温突变时间一致,东支流气温突变是在1993年和整个张掖地区相比推迟了2年。整个张掖地区包括西支流和东支流在降水的时间的变化上没有发生突变。张掖地区年水变化周期现象明显,第一主周期为15年第二主周期为7年,但年均气温变化周期现象不明显;平原地区气温不是影响径流最根本的决定因素,但对河流径流的影响是正向的。降水和径流虽然在时间上拟合,径流总体的变化趋势在减少,但径流的降幅比降水要大。     

和田市1961-2009年太阳总辐射的变化特征

应用和田市国家基准气象站1961-2009年逐月太阳总辐射资料,采用线性倾向估计、Morlet连续小波、滑动t检验法分析了49a来和田市太阳总辐射的趋势变化、周期及突变特征,结果表明：年太阳总辐射呈显著的减少趋势,减少率达96.8MJ/m2.10a,夏、秋、冬三季亦呈显著减少变化趋势;60年代平均辐射最多且明显偏多、8...     

喀什地区近10a绿洲耕地变化及其地下水位效应分析

根据喀什地区绿洲耕地面积和地下水位实测数据,分析近10a来耕地面积和地下水的变化特征及其之间的关性。分析表明：1）近10a绿洲耕地面积呈现波动增加的态势,年均增长率3.40%,人均耕地面积经历从减少到增加的变化过程,年均递增1.14%;耕地空间变化区域差异明显,巴楚县耕地变化率最大,年均达11.49%,岳普湖县最低,为...     

苯噻草胺在稻田水及土壤中的消解动态

研究建立了稻田水和土壤中苯噻草胺残留的检测方法。稻田水经过滤后直接进高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)仪分析,方法的线性范围为0.1~10 μ g/L,相关系数(R2)为0.999 3,检出限(LOD)为0.03 μ g/L,定量限(LOQ)为0.1 μ g/L;当样品中苯噻草胺的添加水平为0.1~10 μ g/L时,平均回收率在98.4%~103.2%之间,相对标准偏差(RSD)在1.9%~3.4%之间。土壤经乙腈提取,硅胶固相萃取柱净化后用高效液相色谱(带二极管阵列检测器,HPLC-DAD)仪检测,方法的线性范围为0.1 ~2 mg/L,R2为0.998 5,LOD为0.006 mg/kg,LOQ为0.02 mg/kg;当样品中苯噻草胺的添加水平为0.02~1 mg/kg时,平均回收率在75.2%~86.1%之间,RSD在3.3%~7.5%之间。采用所建立方法对北京、南京两地2009年苯噻草胺在稻田水及土壤中的消解动态进行了检测。结果表明:其在稻田水及土壤中的消解动态曲线符合一级动力学方程;苯噻草胺在稻田水中消解迅速,半衰期分别为2.1 d(北京)和1.6 d(南京);其在土壤中的消解速率两地间差异较大,且比水中的慢,半衰期分别为12.3 d(北京)和3.7 d(南京)。     

近54 a来甘肃省河东地区气候时空变化特征

用甘肃省河东及其周围地区近54 a来26个观测站气温、降水量资料,分析气温和降水的时空变化特征及其突变情况。结果表明：近54 a来甘肃河东地区气温呈明显的上升趋势,年平均气温倾向率为0.26 ℃/10 a,特别是20世纪90年代以来气温明显升高;空间分布上,年平均气温变化总体上呈增加趋势,以陇东高原中北部和陇中高原北部地区升温幅度最为明显;季节上气温均呈升高趋势,其中以冬季气温升高最为显著。近54 a来全区年平均降水量呈减少趋势,平均每10 a减少12.01 mm,其东南部地区减少的幅度高于西北部。此外,甘肃河东地区气温在1997年发生了由冷到暖的突变,而降水量突变不明显。进而讨论了气温升高和降水减少对该地区农业生产的影响。     

不同气候年型对荒漠植物生长的影响

基于甘肃省武威市农试站对荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)、刺蓬(Cornulaca alaschanica)物候期及生长状况的定点观测资料,运用膨化相关、SPSS统计软件进行相关统计和方差分析。结果表明:(1)与正常年份相比,梭梭春季物候期暖干年较冷湿年提前2~7 d,而秋季物候期暖干年较冷湿年推迟2~11 d。刺蓬物候期暖干年较正常年推迟21~120 d,刺蓬春、夏季物候期冷湿年较正常年提前3~13 d,秋季物候期推迟11 d。(2)梭梭新枝生长长度春秋季暖干年大于冷湿年,而夏季暖干年小于冷湿年。刺蓬生长高度暖干年较正常年偏小,冷湿年较正常年偏大。(3)梭梭生物量冷湿年较暖干年前期偏大,后期偏小。但梭梭年生物量暖干年较冷湿年偏大。刺蓬冷湿年单位面积生物量远大于暖干年。(4)梭梭暖干年覆盖度较冷湿年大,刺蓬覆盖度表现出降水多、覆盖度大,且在时间上具有较好的同步性。(5)生长季气温、降水是荒漠植物梭梭和刺蓬生长的主要影响因子。梭梭更喜温耐旱,而水分条件对刺蓬生长更重要。     

1982-2006年华北植被指数时空变化特征

利用1982-2006年GIMMS/NDVI数据,研究华北近25 a来植被指数在时间和空间上的变化。结果表明:①植被指数的年内变化呈单峰型,最大值出现在夏季,其中北京市NDVI最大,森林NDVI比农田和草地NDVI大;②华北年平均NDVI呈增加趋势,河北省植被指数增加最快,北京市次之,不同土地覆盖类型中,农田NDVI增加最快,草地次之,森林最小;③空间趋势分析结果显示,华北植被指数改善的面积占整个地区面积的15.96%,退化面积占11.86%,其中,河北省改善面积最大,内蒙古退化较明显,不同土地覆盖类型中,农田植被改善最明显;④基于华北近年暖干化发展趋势下,人类活动对该区域NDVI变化起到了重要作用。     

基于MODIS TVDI和模糊数学方法的藏北地区旱情等级遥感监测

为了实现对藏北区域范围内春夏旱情的动态连续监测,基于温度植被干旱指数(TVDI)和模糊数学方法建立了遥感干旱的划分标准,研究时段为1980-2017年。首先利用MODIS产品数据计算TVDI,然后根据气象干旱等级监测结果,采用模糊数学法建立基于MODIS TVDI的干旱等级划分标准,并对监测结果进行精度验证,最后分析了近年来藏北地区旱情的时空变化特征。得到的主要结论:①基于归一化植被指数(NDVI)和增强植被指数(EVI)计算得到的温度植被干旱指数TVDIN和TVDIE,均与20 cm实测土壤水分含量在0.05的水平达到显著相关,TVDIE的决定系数更高;②基于TVDIE将旱情划分为无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱5个等级,其中,据此标准获得的藏北地区旱情等级与气象干旱等级监测结果大体一致;③近年来藏北地区旱情整体不太严重,且总体趋缓,其中,2009年最严重,发生中旱及以上旱情的区域面积达24%,年内旱情在6月最严重。就旱情的空间分布特征而言,研究区西南部和中部干旱比较严重,北部和东南部相对较轻。研究成果可为藏北地区干旱监测提供数据支撑,遥感干旱等级的划分方法可为其他地区的干旱研究提供参考。     

用GPS遥感资料分析大气水汽特征及与降水的关系

在呼和浩特及二连浩特布设三套双频GPS做水汽观测实验,首先对观测数据进行了质量检验,证明三个观测站数据有效可靠。其次利用2008年1-10月的观测数据对两站的水汽状况进行了分析,结果表明:两站均表现为夏季平均水汽含量最大,达到25mm左右,秋季次之,春季第三,冬季含量最少,仅5mm左右甚至更低。第三,与探空计算的水汽值进行了对比,GPS反演的水汽高于探空计算值,在呼和浩特站大约高2mm,在二连浩特站高4.996mm。第四,分析发现水汽同本站月降水变化趋势一致,且在降水发生前后有很好的对应关系。     

几种农药在露地黄瓜上的残留降解动态检测研究

研究了在露地黄瓜栽培中。喷施毒死蜱、甲氰菊酯、氯氰菊酯、吡虫啉、百菌清、甲基硫菌灵和王铜等农药的残留降解动态。结果表明，不同农药在黄瓜果实中的残留量和降解速度有很大差异。在杀虫剂中．甲氰菊酯在喷药后第1d的残留量最大，其后的降解速度较快；毒死蜱残留量位居第二，其降解速度比较稳定；氯氰菊酯在喷药后第1d的残留量超过标准．但第3d以后就检测不到其残留：吡虫啉在施药后第1d的残留量最低，降解速度也比较稳定。在杀菌剂中．甲基硫菌灵的降解速度较快，百菌清和王铜的降解速度较慢。无论是杀虫剂还是杀菌剂，施药后在黄瓜上的残留量随喷药时间的推移而减少。