一种多通道比色传感器阵列的制备方法及应用

本申请属于分析化学，具体涉及一种多通道比色传感器阵列的制备方法及应用。

背景技术：

1、农药在农业中被广泛用于保护作物免受虫害和调节植物生长。有些农药很难分解，在土壤中积累和果蔬表面残留，长期食用被农药污染的作物会危害人体健康。目前，气相色谱-质谱(gc-ms)、液相色谱-质谱(lc-ms)和表面增强拉曼散射(sers)等方法能够检测各种农药，具有较高的灵敏性和特异性。但仪器昂贵，操作复杂，检测周期长。其他方法如酶联免疫吸附试验(elisa)和生物传感器也用于农药的检测，然而需要用的天然酶和抗体价格昂贵，容易失活，重复性差。因此，开发一种简便、经济、高效的农药检测方法具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决现有农药检测技术的不足，本申请的目的在于提供一种成本低、方法简单、灵敏度高的多通道比色传感器阵列，本申请还提供了所述传感器的制备方法和应用。

2、为了解决上述问题，本申请采用的一个技术方案是：

3、提供一种多通道比色传感器阵列制备方法，包括：

4、以海藻为原料，碳化得到藻基生物炭；

5、以所述藻基生物炭作为传感单元，构建得到所述多通道比色传感器阵列。

6、在一个或多个实施方式中，所述海藻包括绿藻、蓝藻和褐藻中的一种或多种组合。

7、在一个或多个实施方式中，所述碳化得到藻基生物炭的步骤包括：

8、将海藻清洗干燥后研磨过筛，得到海藻粉；

9、将所述海藻粉置于惰性气体氛围下，加热碳化，研磨过筛后得到所述海藻基碳材料。

10、在一个或多个实施方式中，所述将海藻清洗干燥后研磨过筛的步骤中，所述干燥的温度为50～70℃，所述干燥的时间为大于或等于12h，所述过筛的筛网孔径为50～150目。

11、在一个或多个实施方式中，所述加热碳化的步骤包括：升温至碳化温度，保持在所述碳化温度进行碳化，所述升温的速率为4.5～5.5℃/min，所述碳化温度为600～800℃，所述碳化的时间为2.5～3.5h。

12、为了解决上述问题，本申请采用的另一个技术方案是：

13、提供一种采用上述任一实施方式所述的制备方法制备得到的多通道比色传感器阵列。

14、在一个或多个实施方式中，包括至少一个所述传感单元，所述传感单元以螺旋藻、小球藻和浒苔中的一种或多种组合为原料制备得到。

15、在一个或多个实施方式中，所述传感单元具有过氧化物酶活性，所述传感单元通过测试分析物加入前后过氧化物酶活性变化进行分析物检测。

16、为了解决上述问题，本申请采用的又一个技术方案是：

17、提供一种上述任一实施方式所述的多通道比色传感器阵列在农药检测中的应用。

18、具体地，所述藻基生物炭与农药结合，并利用过氧化物酶活性变化识别所述农药。

19、在一个或多个实施方式中，所述农药包括丁醚脲、苄嘧磺隆、氟磺胺草醚、乳氟禾草灵、氯氟吡氧乙酸异辛酯中一种或多种组合。

20、在一个或多个实施方式中，所述农药的检出限为1μm。

21、区别于现有技术，本申请的有益效果是：

22、本申请的传感单元藻基生物炭以海藻为原料，对海藻进行资源化利用，制备方法简便、成本低，藻基生物炭高度芳构化、表面官能团丰富，具有优异的类过氧化物酶活性，且稳定性好；

23、本申请的多通道比色传感器阵列成本低、方法简单、灵敏度高，适用于快速痕量检测，在生物分析技术领域具有广阔的应用前景。

24、本申请的多通道比色传感器阵列应用至农药检测中，能够实现多种农药或农药组合物的区分和识别，检出限低至1μm，并且能够实现由土壤等实际样品中五种农药的成功区分，是一种经济、高效的农药检测方法。

技术特征：

1.一种多通道比色传感器阵列的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述海藻包括绿藻、蓝藻和褐藻中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化得到藻基生物炭的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述将海藻清洗干燥后研磨过筛的步骤中，所述干燥的温度为50～70℃，所述干燥的时间为大于或等于12h，所述过筛的筛网孔径为50～150目。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加热碳化的步骤包括：升温至碳化温度，保持在所述碳化温度进行碳化，所述升温的速率为4.5～5.5℃/min，所述碳化温度为600～800℃，所述碳化的时间为2.5～3.5h。

6.一种采用权利要求1至5任一所述的制备方法制备得到的多通道比色传感器阵列。

7.根据权利要求6所述的多通道比色传感器阵列，其特征在于，包括至少一个所述传感单元，所述传感单元以螺旋藻、小球藻和浒苔中的一种或多种组合为原料制备得到。

8.根据权利要求6所述的多通道比色传感器阵列，其特征在于，所述传感单元具有过氧化物酶活性，所述传感单元通过测试分析物加入前后过氧化物酶活性变化进行分析物检测。

9.一种权利要求6至8任一所述的多通道比色传感器阵列在农药检测中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述农药包括丁醚脲、苄嘧磺隆、氟磺胺草醚、乳氟禾草灵、氯氟吡氧乙酸异辛酯中一种或多种组合，所述农药的检出限为1μm。

技术总结
本申请公开了一种多通道比色传感器阵列的制备方法及应用，制备方法包括以海藻为原料，碳化得到藻基生物炭；以所述藻基生物炭作为传感单元，构建得到所述多通道比色传感器阵列。本申请的藻基生物炭高度芳构化、表面官能团丰富，吸附性能强，具有优异的类过氧化物酶活性，当分析物吸附在藻基生物炭上时，藻基生物炭的活性位点被掩盖，类过氧化物酶活性发生变化。通过组合分析传感单元对分析物的比色响应，可以实现多种物质的检测识别，本申请应用至农药检测中，能够实现多种农药或农药组合物的区分和识别，检出限低至1μM，检测方法简单，并且能够实现由土壤等实际样品中五种农药的成功区分，在生物分析技术领域具有广阔的应用前景。

技术研发人员：武江洁星,岳宁,苏荣欣
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13