以马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂和纳米材料增敏的分子印迹电化学传感器用于农药残留检测的研究

Based on ethylene glycol maleic rosinate acrylate (EGMRA) which is synthesized by ourselves as the cross-linker and nanomaterials（e.g. carbon nanotubes, graphene, platinum nanoparticles- PtNPs and gold nanoparticles-AuNPs et al. ) for signal amplification, a novel electrochemical sensor will be fabricated by molecularly imprinted technology and screen printed technology for the fast determination of organophosphate and carbamate pesticide residues with aromatic ring structure (e.g. sumithion, phoxim, phosalone, chlorpyrifos, carbaryl, XMC, furadan, isoprocarb, hopcide, tsumacide et al.). The properties of EGMRA, molecularly imprinted polymers (MIPs) and nanomaterials will be characterized by IR, NMR, MS, UV-Vis, TEM, SEM and electrochemical methods. The adsorption thermodynamics and kinetics of the MIPs on the template molecule will be investigated. According to recognition effect and analytical performance of the sensors (e.g. response time, sensitivity, selectivity, repeatability, detection limit and linear range et al.) to regulate the synthesis method and conditions of MIPs, construction method of MIPs and nanomaterials on electrode surface of the sensors，and to determine their structure-activity relationship and study the mechanism of imprinting and recognition process. The results of these research will provide theory evidence for exploring new application of rosin resources in Guangxi, for the establishment of a new electroanalytical method to determine pesticide residues.

以自合成的马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂，以带有芳环结构的有机磷类和氨基甲酸酯类农药为模板分子，结合导电及催化增敏优良的碳纳米管、石墨烯、铂及金纳米粒子等制备复合分子印迹敏感膜，结合丝网印刷电极，构建灵敏度高和选择性好的分子印迹电化学传感器，用于对农药残留的快速检测。采用IR, NMR, MS, UV-Vis, TEM, SEM、电化学方法等对交联剂、分子印迹聚合膜、纳米材料等的结构、形貌和性质进行表征。研究分子印迹聚合膜吸附模板分子的热力学和动力学。根据识别效果和传感器的分析性能（响应时间、灵敏度、选择性、重现性、检出限、线性范围等）调控分子印迹聚合膜的制备方法、条件以及分子印迹膜和纳米材料在传感器基础电极表面的构建方法，确定其构效关系，探讨印迹识别过程的机理。课题研究将为探索广西特色资源松香的新应用、为建立农药残留快速检测新方法提供理论依据。

农药残留的快速检测对于食药品安全具有重要意义。分子印迹电化学传感器易小型化、廉价、易便携、易自动化、易构建，不用生物试剂，稳定性好，特别适合用于快速检测。组成材料与构建方法是影响分子印迹敏感膜性能的关键。为避免传统交联剂的不足，提高敏感膜的响应性能，加速电子的传递，探讨农药残留检测新方法，本项目以实验室自合成的马来松香丙烯酸乙二醇酯为交联剂，以有机磷类农药（如辛硫磷、毒死蜱、三唑磷、甲基对硫磷等）、氨基甲酸酯类农药（克百威、速灭威、灭除威、西维因、猛杀威、呋喃妥因等）、三嗪类农药（如西草净、特丁通、阿特拉津）、巴比妥类药物（苯巴比妥、异戊巴比妥）为模板分子，以石墨烯、碳纳米管、纳米金、纳米铂、纳米氧化铜、纳米镍等纳米材料为增敏材料的分子印迹电化学传感器，详细研究了影响传感器性能的各种因素，对材料和印迹膜进行了物性表征，借鉴色谱学概念测定了传感器响应的热力学动力学参数和分析性能参数。同时，也开展了纳米增敏和发光试剂固定化的电化学发光传感器的初步研究。将所研究、构建的传感器用于实际样品的测定，效果满意。项目研究对推动电分析化学的发展具有重要意义。.项目研究已取得了较好的创新性成果：1.已发表标注本项目基金号（21365004）的论文24篇，其中SCI收录15篇（SCI一区4篇、二区3篇、四区8篇）；2.获得授权发明中国专利4件；3. 培养青年教师9名，培养硕士研究生11名，已毕业7名，培养本科生生35名；4. 研究成果获广西分析测试协会2017年优秀论文一等奖1篇，获学校2015-2016年度优秀科研成果奖（自然科学）一等奖1项；5. 参加学术会议10次，共45人次，本人被邀请作大会报告和分会报告分别为3次和6次。主办全国性会议3次，协办会议1次，邀请了22位专家来本课题组作报告及学术指导。