随着人民生活水平的提高,食品安全越来越受到大众的重视。农产品中有害物质残留和碱性磷酸酶活性是否超标等问题关系着老百姓的身体健康。传统的检测方法存在仪器庞大、价格昂贵、操作繁琐、不适合家用或现场检测等问题,而快速检测方法具有操作简便、携带方便、成本较低、检测时间短、适合现场检测等优点。因此,本课题以有机磷农药、重金属、碱性磷酸酶为检测对象,运用电化学分析法等快速检测方法,优化并开发用于农产品安全检测的成本更低、灵敏度更高、操作更简便的快速检测方法。本文的主要研究内容和研究结果如下:(1)开发了一种用于有机磷农药残留快速检测的纳米银/乙酰胆碱酯酶/壳聚糖电极。银材料无需修饰就可在低电位下检测硫代胆碱,低氧化电位可以提高选择性和抗干扰能力。对纳米银电极和微米银电极进行比较,结果显示纳米银电极对硫代胆碱的安培响应约为微米银电极的两倍。1%壳聚糖溶液作为粘结剂用于固定纳米银和酶,使得电极能够在室温下制备。为解决传统绝缘油墨含有有机溶剂的问题,对壳聚糖溶液作为绝缘浆料的可行性进行验证,并将3%壳聚糖溶液作为绝缘浆料用于控制电极面积。用该电极对对氧磷进行检测,检测限可达到0.014μM。韭菜、卷心菜作为实际样本,加标回收率分别为105.11%和96.41%。该电极制备过程无需商温,不使用任何有机溶剂,安全环保。(2)开发了以氯解磷定为探针的有机磷农药电化学检测法。解磷定在0.8 V左右产生氧化峰,有机磷农药与解磷定发生反应,使得解磷定的氧化峰电流减小,但不改变峰电位。据此原理,以氯解磷定为探针,选取毒死蜱作为水解酶法的代表,倍硫磷作为酶抑制法的代表,甲基对硫磷作为直接氧化还原法的代表,对这三种农药进行检测,检测限分别为0.018 μM,0.100 μM和0.215 μM,检测结果验证了本方法的通用性。以大白菜、青菜、玉米为实际样本对本方法进行可行性评估,加标回收率分别为98.9%,101.2%和105.0%。本方法首次将氯解磷定作为电化学探针检测有机磷农药,解决了直接氧化还原法适用性窄,酶抑制法操作复杂,酶不易储存、价格较高等问题。(3)开发了一种用于食用百合中镉含量检测的碳纳米点修饰的丝网印刷电极。碳纳米点通过离心烛灰的方式获得,直径约为几十纳米,将其修饰在碳工作电极表面,修饰后的电极表面结构更加均匀。电极性能表征时,修饰后的电极具有更小的峰电位差和更大的峰电流,说明碳纳米点的修饰可提高电极性能。用修饰后的电极对Cd2+进行溶出伏安检测,Cd2+的响应峰电流明显增大,检测限为0.91 μg/L。将该电极用于百合样本中镉含量的检测,加标回收率为99.2%～100.8%。相较于其它纳米颗粒的合成方式,离心烛灰的方法更加简便,它能将燃烧废气转化为有用物质,用碳纳米点修饰电极后可提高检测灵敏度。(4)设计了一种基于核酸扩增反应的碱性磷酸酶(ALP)检测方法。首先验证了 3’端封闭磷酸基团的单链脱氧核糖核酸(ssDNA-3’P)可作为ALP的底物,并设计了两条不同的ssDNA-3’P作为不对称的双链模板,以此保证在没有ALP时,不发生聚合酶链扩增反应(PCR)。当体系中存在ALP时,磷酸基团被水解下来,脱掉磷酸的双链模板可进行正常的PCR扩增,扩增后的荧光信号可被检测到。对两条模板链的浓度进行优化后,用本方法测定ALP活性,检测限可达到0.03 U/L。用凝胶电泳法观察扩增产物,阳性条带在50 bp与100 bp之间,符合我们设计的70 bp的模板长度,说明扩增得到的是目标产物。综上所述,本研究首次使用PCR的方法检测ALP,检测灵敏度高,且不需要使用任何探针和纳米颗粒,非常简便。(5)开发了一种抗钝化浆料用以解决在电化学酶联免疫分析中,电极易被对硝基苯酚钝化的问题。该浆料由石墨烯、离子液体、壳聚糖等组成。用该浆料制备工作电极,用银浆制备参比电极,用3%壳聚糖溶液作为绝缘浆料控制电极面积。电极制备过程不使用任何有机溶剂。对比玻碳电极、丝网印刷电极、修饰石墨烯的丝网印刷电极,本电极具有最优的表征性能,可降低对硝基苯酚的氧化峰电位,同时增加其响应电流。电极中的离子液体使其具有抗对硝基苯酚钝化的能力。