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农药残留带来的食品安全问题越来越受到人们关注,尤其是有机磷类农药。目前,常用的有机磷农药检测方法有色谱法、光谱法、快速免疫检测分析、酶抑制法等,它们有的只适用于实验室中的农残分析,不适合现场实时检测,有的需要合成相应的人工抗原,价格昂贵,无法满足便携、现场实时快速、准确检测的要求。而液晶传感器具有快速、灵敏、无标记,肉眼可直接获取结果,适合个人便携使用等优点。它基于有机磷的P=O/P=S、液晶中的氰基(-CN)与金属离子的竞争性反应机制,诱导液晶取向改变,实现对有机磷物质的检测。目前,基于此原理的研究方法需要制备金膜实现羧基功能化,且集中于检测有机磷蒸汽。因此,基于以上背景,本课题将通过直接涂覆金属离子、不制备金膜条件下进行羧基修饰两种方式简化制备过程,开发有机磷农药检测的液晶传感装置。主要研究内容包括:(1)直接将铜离子(Cu2+)涂覆于干净的下玻片,与N,N-二甲基-N-十八烷基-3-氨丙基三甲基硅烷(DMOAP)修饰的上玻片进行组装,构建一种免标记、可视化、特异性强的新型液晶传感器,用于有机磷农药检测。利用DMOAP的长链烷基以及铜离子和4-腈基-4-戊基联苯(5CB)的相互作用,诱导5CB呈垂直排列。当有机磷存在时,有机磷与铜离子的结合能力远远大于5CB与铜离子的作用,5CB被置换出来,呈平行或倾斜排列,实现对有机磷的检测。该传感器对草甘膦(溶剂水)和马拉硫磷(溶剂丙酮)的最低检测浓度分别为50μg/m L和200μg/m L,且具有特异性。用铁离子(Fe3+)替换Cu2+,发现传感器对草甘膦和马拉硫磷的最低检测浓度分别为10μg/mL和75μg/m L,灵敏度提高,且具有特异性。它们都适用于有机磷、非有机磷混合检测。将溶剂丙酮与水按不同比例混合来优化Fe3+浓度,发现对马拉硫磷的检测灵敏度取决于Fe3+浓度,当Fe3+浓度为2、5 mmol/L时,其检测限可达5μg/mL。(2)在基底表面进行羧基修饰,最佳工艺为:玻片在0.5%(V/V)二氢-3-[3-(三乙氧基硅基)丙基]呋喃-2,5-二酮(TESPSA)溶液中80℃水浴6 h时,表面羧基密度达到最大,为7×10-10 mol/cm2。该方法构建的液晶传感器对草甘膦和马拉硫磷最低响应浓度分别为50μg/m L和75μg/m L,且具有特异性。对有机磷和非有机磷混合检测具有优势。通过直接涂覆Cu2+、Fe3+,羧基修饰几种制备方法构建液晶传感装置,实现对马拉硫磷(P=S)、草甘膦(P=O)两类有机磷农药的检测,且确定直接涂覆Fe3+更有优势,对马拉硫磷、草甘膦的检测限分别达5μg/m L、10μg/m L,且适用混合农药检测。