Изображение на обложке

ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛАТИОНА И ДИАЗИНОНА

V. V. Shelkovnikov, K. Yu. Novolokov

Аннотация


Предложена вольтамперометрическая методика количественного определения малатиона и диазинона с использованием модифицированного электрода. Методика основана на адсорбционном концентрировании пестицидов на графитосодержащем электроде, модифицированном полианилином и хелатным комплексом Co(III) с 2,2'-дипиридилом. Аналитические сигналы обусловлены восстановлением кобальта (III) из разнолигандных комплексов с малатионом и диазиноном при потенциалах 0.65 и 0.47 В соответственно. Разработанная методика позволяет проводить определение пестицидов в диапазоне концентраций 0.05 – 1.50 мг/л с пределом обнаружения, рассчитанным по 3s-критерию: 0.02 мг/л (малатион) и 0.015 мг/л (диазинон). Сенсор совмещает в себе функции пробоотбора, консервации образца и индикаторного электрода. Методика апробирована для определения фосфорсодержащих пестицидов в природных водах и кислотных вытяжках из почвы и растений. Проведено сравнение результатов, полученных по предлагаемой методике, с результатами определения малатиона и диазинона методом хроматографии. Преимуществом разработанной методики является высокая чувствительность, простота аппаратурного оформления, экспрессность анализа. Разработанный электрод позволяет сохранять информацию об анализируемом объекте не менее 10 суток, при этом аналитический сигнал меняется не более чем на 15 %.

Ключевые слова: пестициды, малатион, диазинон, адсорбционная вольтамперометрия, модифицированный электрод, полианилин, 2,2'-дипиридил кобальта

DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.3.014


Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


REFERENCES

Gigienicheskie normativy soderzhaniia pestitsidov v ob"ektakh okruzhaiushchei sredy (perechen'): Gigienicheskie normativy [Hygienic standards for the content of pesticides in environmental objects (list)]. Moskva, Federal'nyi tsentr gigieny i epidemiologii Rospotrebnadzora [Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor], 2010. 70 p. (in Russian).

Baranov Yu.S., Serikbayeva A.D., Bupebayeva L.K. Metody kontrolia mikrokolichestva pestitsidov v produktakh pitaniia i ob"ektakh okruzhaiushchei sredy [Methods for the control of trace amounts of pesticides in food and environmental objects]. Almaty, Aytumar, 2013. 190 p. (in Russian).

Shevtsova O. A. [Methods of indication of organophosphorus toxic substances and pesticides]. Znírnik naukovikh prats' Kharkívs'kogo uníversitetu Povítryanikh sil [Collection of scientific works of Kharkiv University of Air Forces]. 2010, no 1, pp. 201–205. (in Russian).

Sumon K.A., Rashid H., Peeters E.T.H.M., Bosma R.H., Van den Brink P.J. Environmental monitoring and risk assessment of organophosphate pesticides in aquatic ecosystems of north-west Bangladesh. Chemosphere, 2018, vol. 206, pp. 92–100. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.04.167.

Ukolov A.I., Sorokoumov P.N., Ukolova E.S., Savel’eva E.I., Radilov A.S. [GC-MS/MS quantification of chlorophos, dimethoate, chloropyrifos, fosalon, diazinon and methylparathion]. Analitika i control` [Analytics and control], 2014. vol. 18, no. 3, pp. 208–286 (in Russian). doi: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2014.18.3.004.

GOST 32193-2013 (ISO 14182: 1999) Korma, kombikorma. Opredelenie ostatkov fosfororganicheskikh pestitsidov metodom gazovoi khromatografi. [State Standart 32193-2013. Feed. Determination of organophosphorus pesticide residues by gas chromatography]. Moskva, Standartinform [Moscow, Standartinform Publ.], 2015. 28 p. (in Russian).

Gribanov Ye.N., Oskotskaya E.R., Saunina I.V. [GC-MS/MS determination of pesticides of various classes in plant sources]. Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov [Factory laboratory. Diagnostics of materials]. 2017, vol. 83, no. 5, pp. 5–8.

Amelin V.G., Andoralov A.М., Volkova N.M., Korotkov A.I., Nikeshina T.B., Sidorov I.I., Timofeev A.A. [GC-MS/MS quantification of chlorophos, dimethoate, chloropyrifos, fosalon, diazinon and methyl parathion]. Analitika i control` [Analytics and control], 2015. vol. 19, no. 2. pp. 189–207 (in Russian). doi: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2015.19.2.010

Huang Y., Yanga J., Cheng J., Zhang Y., Yuan H. A novel spectral method for determination of trace malathion using EryB as light scattering probe by resonance Rayleigh scattering technique. Spectrochim. Acta. Part A. 2019, vol. 213, pp. 104–110. doi:10.1016/j.saa.2019.01.022.

Hossain S.M.Z., Luckham R.E., McFadden M.J., Brennan J.D. Reagentless bidirectional lateral flow bioactive paper sensors for detection of pesticides in beverage and food samples. Anal. Chem. 2009, vol. 81, pp. 9055–9064. doi: 10.1021/ac901714h.

Liu D., Chen W., Wei J., Li X., Wang Z., Jiang X. A highly sensitive, dual-readout assay based on gold nanoparticles for organophosphorus and carbamate pesticides. Anal. Chem. 2012, vol. 84, pp. 4185–4191. doi: 10.1021/ac300545p.

Wei J., Yang L., Luo M., Wang Y., Li P. Nanozyme-assisted technique for dual mode detection of organophosphorus pesticide. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2019, vol. 179, pp. 17–23. doi: 10.1016/j.ecoenv.2019.04.041.

Liu X., Song M., Hou T., Li F. Label-Free Homogeneous Electroanalytical Platform for Pesticide Detection Based on Acetylcholinesterase-Mediated DNA Conformational Switch Integrated with Rolling Circle Amplification. ACS Sensors, 2017, vol. 2, no. 4, pp. 562–568. doi:10.1021/acssensors.7b00081.

Zhang Y., Liu H., Yang Z., Ji S., Wang J., Pang P., Feng L., Wang H., Wub Z., Yanga W. An acetylcholinesterase inhibition biosensor based on a reduced graphene oxide/silver nanocluster/chitosan nanocomposite for detection of organophosphorus pesticides. Anal. Methods, 2015, vol. 7 no. 5, pp. 6213–6219. doi: 10.1039/C5AY01439E.

Arduini F., Amine A., Moscone D., Palleschi G. Biosensors based on cholinesterase inhibition for insecticides, nerve agents and aflatoxin B1 detection. Microchim. Acta, 2010, vol. 170, no. 3–4, pp. 193–214. doi: 10.1007/s00604-010-0317-1.

Butusov L.A., G.K. Chudinova G.K., Boruleva Ye.A., Kochneva M.V., Omel'chenko V.I., Shorygina A.V., Alikberova T.A. [Opportunities and prospects of biosensor technologies in the analysis of food products]. Vestnik Rossiiskogo universiteta druzhby narodov. Seriia: Agronomiia i zhivotnovodstvo [Bulletin of Peoples' Friendship University of Russia. Series: Agronomy and Livestock]. 2018, vol. 13, no. 1, pp. 70–77. doi: 10.22363/2312-797X-2018-13-1-70-77. (in Russian).

Du D., Chen S., Cai J., Zhang A. Immobilization of acetylcholinesterase on gold nanoparticles embedded in sol-gel film for amperometric detection of organophosphorous insecticide. Biosens. Bioelectron. 2007, vol. 23 no. 1. pp. 130–134. doi: 10.1016/j.bios.2007.03.008.

Zhang P., Sun T., Rong S., Zeng D., Yu H., Zhang Z., Chang D., Pan H. A sensitive amperometric AChE-biosensor for organophosphate pesticides detection based on conjugated polymer and Ag-rGO-NH2 nanocomposite. Bioelectrochemistry, 2019, vol. 127, pp. 163–170. doi: 10.1016/j.bioelechem.2019.02.003.

Wei M., Feng S. Amperometric determination of organophosphate pesticides using a acetylcholinesterase based biosensor made from nitrogen-doped porous carbon deposited on a boron-doped diamond electrode. Microchim. Acta, 2017, vol. 184, no. 9, pp. 3461–3468. doi: 10.1007/s00604-017-2380-3.

Ivanov A., Evtugyn G., Budnikov H., Ricci F.,·Moscone D.,·Palleschi G. Cholinesterase sensors based on thick-film graphite electrodes for the flow-injection determination of organophosphorus pesticides. Anal. Chem. 2002, vol. 37, pp. 1224–1230. doi: 10.1007/s00216-003-2174-9.

Ebrahim S., El-Raey R., Hefnawy A., Ibrahim H., Soliman M., Tarek M. Abdel-Fattah Electrochemical sensor based on polyaniline nanofibers/single wall carbon nanotubes composite for detection of malathion. Synthetic Metals. 2014, vol. 190, pp. 13–19. doi: 10.1016/j.synthmet.2014.01.021.

Ghodsi J., Rafati A.A. A voltammetric sensor for diazinon pesticide based on electrode modified with TiO2 nanoparticles covered multi walled carbon nanotube nanocomposite. J. Electroanal. Chem. 2017, vol. 807, pp. 1–9. doi: 10.1016/j.jelechem.2017.11.003.

G. Erdogdu. A Sensitive Voltammetric Method for the Determination of Diazinon Insecticide. J. of Anal. Chem. 2003, vol. 58, no. 6, pp. 569–572. doi: 10.1023/A:1024120320359.

M. Arvand, M. Vaziri, M.A. Zanjanchi. Voltammetric characteristics of diazinon on carbon paste electrode modified with tris(ethylenediamine) cobalt(II) iodide. J. of Anal. Chem. 2013, vol. 68, no. 5, pp. 429–435. 10.1134/S1061934813050043.

Priymak Ye.V. Kontsentrirovanie i vol'tamperometricheskoe opredelenie fosfor- i serosoderzhashchikh pestitsidov [Concentration and voltammetric determination of phosphorus- and sulfur-containing pesticides]: avtoref. dis. … kand. khim. nauk: 02.00.02. Kazan, 1994, 22 p. (in Russian).

Coleone A.C., Silva F.S., Machado A.A., Neto J.G.M., W.S. Paganini Analytical method of validation and extraction of malathion in water and soil after fogging against Aedes aegypti. Revista Ambiente e Agua, 2017, vol. 12, no. 3, pp. 426–434. doi: 10.4136/ambi-agua.p1993.

Ulakhovich N.A., Priimak E.V., Medyantseva E.P., Anisimova L.A., Al-Gahri M.A. Voltammetric determination of pesticides of phozalone and karbofos using a modified carbon-paste electrode. J. of Anal. Chem., 1998, vol. 53, no. 2, pp. 147–150.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.