《新型光敏材料在有机磷农药检测中的应用》

有机磷农药迄今仍在保持现代农业高产方面发挥着难以替代的作用。但有机磷药大规模使用往往导致农药残留,食品安全问题日益突出。传统的有效检测方法主要是气相、高效液相色谱等,存在对大型仪器依赖性高等局限,难以用于现场快速检测和大批量筛选。该项目在国家自然科学基金项目支持下,开发了基于新型光敏材料的有机磷农药残留快速、微痕量检测方法。

发明点一:采用卟啉、纳米金等光敏材料,与酶、透明质酸等高分子材料复合,研发了复合型检测材料,对有机磷农药的检测限低至0.01ng/L,灵敏度高于食品安全国家标准GB 2763-2016的6000倍。

发明了基于卟啉衍生物的新型光敏材料,实现了微痕量有机磷农药可视化检测,对毒死蜱、氧化乐果、敌敌畏的检测下限低至0.018,0.07,0.01ng/L,灵敏度达到国家检测标准的6000倍、同类技术3000倍,可有效将乐果从复配型杀虫剂中检测出来。

发明了基于卟啉、植物酯酶的复合光敏纳米材料,对乐果的特异性是对其他农药的7倍以上。同时,该检测材料在开放环境下保质期大幅延长,达到90天。

发明了基于纳米金、透明质酸、酪氨酸的无酶复合光敏纳米材料,能够快速检测硫代磷酸酯类有机磷农药。该材料稳定性明显优于现有生物酶及其他纳米检测材料,在40摄氏度保存3个月后,仍能保持检测准确度。

发明点二:发明了基于复合光敏纳米材料的有机磷农药检测方法,能够快速、直观显示微痕量有机磷农药的存在,摆脱了对大型检测仪器的需求,有效提高了有机磷农药残留检测的可操作性。

发明了可视化快速检测有机磷农药方法,过程时间短,操作简单,适用于敌敌畏、甲拌磷等常见有机磷农药类型。初步检测裸眼即可完成,精确检测由相机、手机等简单电子设备即可完成,检测可在5分钟内完成,具有推广和应用价值。

开发出两种检测试剂盒,在保证检测精度、高选择性基础上,简化了操作步骤,检测结果快速直观可视,整个检测过程可控制在4分钟之内,利于现场快速检测和大批量样品筛选。

发明点三:发明了纳米材料性能优化技术,通过原料优化降低了检测成本,提高了检测材料使用寿命和重复使用率,推广、应用价值及经济效益预期大幅提升。

在复合材料中加入透明质酸、壳聚糖等高分子,可增加粘度和水合度,能够在不同保存条件下保存光敏材料形成的薄膜,有效提高了检测试剂盒的检测环境适应性、保质期和稳定性。

通过优化检测材料和试剂配比,将检测材料与有农药残留的有效接触面积提高了约1000倍,利用植物酯酶替代了昂贵的乙酰胆碱酯酶,成本价格降低了5000倍,每个检测试剂盒的成本降低128倍。

该项目发明已经在海利尔药业集团股份有限公司、青岛奥迪斯生物科技有限公司获得应用推广,近三年累计新增产值44970万元,新增利润12544万元,具有显著经济和社会效益。

该项目获得牛津大学、英国皇家学院院士等国内外知名大学和专家支持和认可,获授权发明专利9项,在国际知名学术期刊上发表高水平SCI论文5篇,平均影响因子5.301。培养博士生3名、硕士生16名、现场工程技术人员35名。

成果说明

该项目主要发明技术,在海利尔药业集团股份有限公司和青岛奥迪斯生物科技有限公司得到初步推广应用,创造了较高的经济效益,主要应用单位应用情况如下: 1.青岛奥迪斯生物科技有限公司:利用高分子固定化光敏纳米材料,推广应用于杀虫剂降解效率的测定,确保谷物、蔬菜、瓜果等多种农产品的食用安全性。检验结果显示本方法便捷迅速,准确度高,提升了企业产品的整体技术水平和市场竞争力。新增产值21600万元,新增利润6012万元。 2.海利尔药业集团股份有限公司:利用基于卟啉衍生物和植物酯酶的复合光敏纳米材料,检测其自主研发

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