专利摘要

一种快速检测土壤中乙草胺残留的方法，包括以下步骤：a、制作乙草胺浓度与电流的线性关系图。将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入电解池中；电解池下方设置卤素灯光光源；在偏置电位为0V的条件下，卤素灯光光源自电解池下方向上对乙草胺电解液进行照射，分别测量得到不同已知浓度的乙草胺溶液的光电流信号值；制作乙草胺浓度与抑制光电流的线性关系图。b、测量待测的乙草胺溶液的光电流信号值，计算出测试样品中乙草胺浓度。一种快速检测土壤中乙草胺残留的装置，包括电化学工作站、光源、电解池、工作电极、参比电极和辅助电极。本发明检测成本低、自动化程度高、操作简便和取样量小，耗时短。

权利要求

1.一种快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：

a、制作乙草胺浓度与电流的线性关系图：

（1）在清洁的玻碳电极表面用石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液滴涂后，置于4°C下晾干，制成工作电极，即石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极；

（2）在电解池中加入10mL含有0.8mM葡萄糖的磷酸盐缓冲溶液，然后依次加入不同已知浓度的乙草胺溶液到电解池中；

（3）以石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入电解池中；电解池下方设置卤素灯光光源；在偏置电位为0V的条件下，卤素灯光光源自电解池下方向上对乙草胺电解液进行照射，分别测量得到不同已知浓度的乙草胺溶液的光电流信号值；

（4）以乙草胺溶液的浓度为横坐标，以乙草胺溶液的抑制光电流信号值为纵坐标，制作乙草胺浓度与抑制光电流的线性关系图；

b、测试样品中乙草胺浓度：

（1）在清洁的玻碳电极表面用石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液滴涂后，置于4°C晾干，制成石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极；

（2）将从土壤中提取得到的待测乙草胺溶液定量加入装有10mL含有0.8mM葡萄糖的磷酸盐缓冲溶液的电解池中，形成待测乙草胺电解液；

（3）以石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入待测乙草胺电解液中；电解池下方设置卤素灯光光源；在偏置电位为0V的条件下，卤素灯光光源自电解池下方向上对待测乙草胺电解液进行照射，测量得到待测的乙草胺溶液的光电流信号值；

（4）利用制作的乙草胺浓度与抑制光电流的线性关系图，以测量得到待测的乙草胺溶液的抑制光电流信号值，计算出测试样品中乙草胺浓度。

2.根据权利要求1所述的快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其特征在于，所述土壤样品用乙腈溶解过滤即可。

3.根据权利要求1所述的快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其特征在于，所述卤素灯光光源为250瓦。

4.根据权利要求1所述的快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其特征在于，所述步骤a（2）中所述不同已知浓度的乙草胺溶液的浓度至少为三个。

5.根据权利要求1所述的快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其特征在于，所述电解池材质为玻璃。

6.根据权利要求1所述的快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其特征在于，所述石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液配置方法：0.5g的壳聚糖粉末加入100mL的1%的醋酸溶液中，制成0.5%的壳聚糖溶液；1.0mg的石墨烯和0.6mg的葡萄糖氧化酶加入1.0mL的0.5%的壳聚糖溶液中制成石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液。

7.一种快速检测土壤中乙草胺残留的装置，其特征是，所述装置包括电化学工作站、光源、电解池、工作电极、参比电极和辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极制成三电极体系，工作电极为石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极；电解池中设置工作电极、参比电极和辅助电极；电解池下方设置光源；电化学工作站包括测量软件和三电极接口，电极接口分别连接工作电极、参比电极和辅助电极。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电化学方法，特别涉及一种快速检测土壤中乙草胺残留的方法。

背景技术

乙草胺是当前使用面积最大的旱地除草剂之一，但由于乙草胺降解周期较长，在水体和土壤环境中易迁移，并且其代谢产物醌亚胺具有弱的基因毒性和致癌作用。

在本发明之前，常用的检测乙草胺的方法多为色谱法与其他技术联用。采用质谱法能提高分析的灵敏度和选择性，但是仪器使用较复杂且成本较高，样品提取净化步骤相对繁琐，灵敏度受样品净化、浓缩等步骤的影响，且这些方法对仪器设备要求较高。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制基于电化学方法快速测定乙草胺的方法及检测装置，检测成本低、自动化程度高、操作简便和取样量小，耗时短。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的，一种快速检测土壤中乙草胺残留的方法，包括以下步骤：

a、制作乙草胺浓度与电流的线性关系图：

（1）在清洁的玻碳电极表面用石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液滴涂后，置于4°C下晾干，制成工作电极，即石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极；

（2）在电解池中加入10mL含有0.8mM葡萄糖的磷酸盐缓冲溶液，然后依次加入不同已知浓度的乙草胺溶液到电解池中；

（3）以石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入电解池中；电解池下方设置卤素灯光光源；在偏置电位为0V的条件下，卤素灯光光源自电解池下方向上对乙草胺电解液进行照射，分别测量得到不同已知浓度的乙草胺溶液的光电流信号值；

（4）以乙草胺溶液的浓度为横坐标，以乙草胺溶液的抑制光电流信号值为纵坐标，制作乙草胺浓度与抑制光电流的线性关系图；

b、测试样品中乙草胺浓度：

（1）在清洁的玻碳电极表面用石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液滴涂后，置于4°C晾干，制成石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极；

（2）将从土壤中提取得到的待测乙草胺溶液定量加入装有10mL含有0.8mM葡萄糖磷酸盐缓冲溶液的电解池中，形成待测乙草胺电解液；

（3）以石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极为工作电极，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂电极为辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极分别放入待测乙草胺电解液中；电解池下方设置卤素灯光光源；在偏置电位为0V的条件下，卤素灯光光源自电解池下方向上对待测乙草胺电解液进行照射，测量得到待测的乙草胺溶液的光电流信号值；

（4）利用制作的乙草胺浓度与抑制光电流的线性关系图，以测量得到待测的乙草胺溶液的抑制光电流信号值，计算出测试样品中乙草胺浓度。

优选的，所述土壤样品用乙腈溶解过滤即可。

优选的，所述卤素灯光光源为250瓦。

优选的，所述步骤a（2）中所述不同已知浓度的乙草胺溶液的浓度至少为三个。

优选的，所述电解池材质为玻璃。

优选的，所述石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液配置方法：0.5g的壳聚糖粉末加入100mL的1%的醋酸溶液中，制成0.5%的壳聚糖溶液；1.0mg的石墨烯和0.6mg的葡萄糖氧化酶加入1.0mL的0.5%的壳聚糖溶液中制成石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖悬浮液。

本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现的，一种快速检测土壤中乙草胺残留的装置，包括电化学工作站、光源、电解池、工作电极、参比电极和辅助电极，将工作电极、参比电极和辅助电极制成三电极体系，工作电极为石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极；电解池中设置工作电极、参比电极和辅助电极；电解池下方设置光源；电化学工作站包括测量软件和三电极接口，电极接口分别连接工作电极、参比电极和辅助电极。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明的优点和效果在于样品处理简单可行，用乙腈溶解即可；仪器性能稳定，结果可靠，操作简便，自动化程度高，结果直接显示，不需专业人员；

第二，耗时短，3min即可得到分析结果，检测成本低、自动化程度高、操作简便和取样量小，尤其适用于土壤中乙草胺含量的检测，可直接拿土壤原样进行分析，无需复杂的前处理过程。

附图说明

图1是本发明石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极对分别加入不同已知浓度的乙草胺溶液于含有0.8mM葡萄糖的磷酸盐缓冲溶液的光电流响应图（CK为空白溶液，1-5浓度依次增加）；

图2是本发明乙草胺浓度与抑制光电流的线性关系图；

图3是本发明快速检测土壤中乙草胺残留的装置的结构示意图；

图中：1.辅助电极、2.工作电极（石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极）、3.参比电极、4.饱和氯化钾溶液、5.电解池、6.PBS溶液。

具体实施方式

一种快速检测土壤中乙草胺残留的方法，其主要技术步骤包括：

（1）将磷酸盐缓冲溶液加入到电解池中；

（2）将葡萄糖溶液加入该电解池中；

（3）启动磁力搅拌器；

（4）设置偏置电位；

（5）将工作电极、参比电极、辅助电极放入电解池中，在电解池中加入乙草胺溶液，30秒后关闭磁力搅拌器。

（6）测量光电流信号。

工作电极为石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极为工作电极，所述参比电极为饱和甘汞电极，所述辅助电极为铂电极。

在电解池5中加入10mL含有0.8mM葡萄糖的PBS溶液6（PBS为磷酸盐缓冲溶液），然后将工作电极2、参比电极3、辅助电极1插入电解池5中。再将乙草胺溶液加入电解池中，使乙草胺抑制工作电极上的葡萄糖氧化酶的活性，在电解池中测定光电流信号。乙草胺的含量反比于输出的光电流信号强度，制成的仪器是自动化仪器，一次测量耗时约3min，试剂用量可以控制在10μL。尤其是将工作电极、参比电极和辅助电极制成三电极体系插入电解池中进行检测，从而既保证试样中乙草胺充分抑制葡萄糖氧化酶活性，又保证极少的样品量，这样在进行乙草胺检测时用更少的样品，从而也保证对环境不造成污染。

电解液为中性电解液，将葡萄糖溶液加入后，可以直接用本发明装置测量乙草胺。电解液选择中性磷酸缓冲盐溶液。

基于电化学方法测定乙草胺性质的测量装置，包括电化学工作站、光源、电解池5、工作电极2、参比电极3和辅助电极1构成，其特征是将工作电极、参比电极和辅助电极制成三电极体系，工作电极为石墨烯/葡萄糖氧化酶/壳聚糖修饰的玻碳电极，可根据需要调整电极大小，以此保证能置入更小的电解池或者进行在线检测，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极。参比电极置于内充液中，内充液为常规的饱和氯化钾溶液4等。

电化学工作站包括测量软件和三电极接口，接口分别连接不同的电极，绿色连接工作电极，白色连接参比电极，红色连接辅助电极。电解液选择中性PBS溶液。

本发明测量装置中，工作电极、参比电极和辅助电极构成的三电极体系置入电解池中。电解池采用玻璃，工作电极设在绝缘物质上；参比电极置于内充液中，内充液为常规的饱和氯化钾溶液，保证电极内充液与外部溶液之间导电而内充液不渗出；工作电极直径大时，需要更多的试样和更大的电解池，但本发明可根据需要采用不同面积的玻碳电极，可用较少的试剂，如试剂用量可以控制在10μL。所述试剂是乙草胺每次测量的用量。

测量时，将三电极新体系都插入10mL含有0.8mM葡萄糖的PBS的电解液中，在电解池中加入乙草胺溶液，使工作电极表面的葡萄糖氧化酶活性被抑制，然后设置偏置电位，按下测量开关开始测量，3min后可以获得乙草胺对应的光电流信号，单位为A。测量结束。测定光电流信号。检测下限可低至10^-12mol/L。乙草胺浓度的大小与输出的光电流信号强度有关，从而由仪器本身的设置将结果计算显示（由仪器自动完成）。

一种快速检测土壤中乙草胺残留的方法及检测装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。