A paper-based colorimetric sensor array for discrimination and simultaneous determination of organophosphate and carbamate pesticides in tap water, apple juice, and rice,Microchimica Acta

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A paper-based colorimetric sensor array for discrimination and simultaneous determination of organophosphate and carbamate pesticides in tap water, apple juice, and rice
Microchimica Acta ( IF 5.3 ) Pub Date : 2020-10-21 , DOI: 10.1007/s00604-020-04596-x
Mohammad Mahdi Bordbar ₁ , Tien Anh Nguyen ₂ , Fabiana Arduini ₃ , Hasan Bagheri ₁

Affiliation

A colorimetric paper-based sensor is proposed for the rapid monitoring of six major organophosphate and carbamate pesticides. The assay was constructed by dropping gold and silver nanoparticles on the hydrophilic zones of a paper substrate. The nanoparticles were modified by L-arginine, quercetin, and polyglutamic acid. The mechanism of sensing is based on the interaction between the pesticide and the nanoparticles. The color of nanoparticles changed during the interactions. A digital camera recorded these changes. The assay provided a unique response for each studied pesticide. This method can determine six individual pesticides including carbaryl, paraoxon, parathion, malathion, diazinon, and chlorpyrifos. The limit of detection for these pesticides were 29.0, 22.0, 32.0, 17.0, 45.0, and 36.0 ng mL−1, respectively. The assay was applied to simultaneously determine the six studied pesticides in a mixture using the partial least square method (PLS). The root mean square errors of prediction were 11, 8.7, 9.2, 10, 12, and 11 for carbaryl, paraoxon, parathion, malathion, diazinon, and chlorpyrifos, respectively. The paper-based device can differentiate two types of studied pesticide (organophosphate and carbamate) as well as two types of organophosphate structures (oxon and thion). Furthermore, this sensor showed high selectivity to the pesticides in the presence of other potential species (e.g., metal ions, anions, amino acids, sugar, and vitamins). This assay is capable of determining the pesticide compounds in tap water, apple juice, and rice samples. Graphical abstract

中文翻译：

一种纸基比色传感器阵列，用于区分和同时测定自来水、苹果汁和大米中的有机磷酸酯和氨基甲酸酯农药

提出了一种基于纸的比色传感器，用于快速监测六种主要的有机磷酸盐和氨基甲酸盐农药。该测定是通过将金和银纳米颗粒滴在纸基材的亲水区上来构建的。纳米粒子由 L-精氨酸、槲皮素和聚谷氨酸修饰。传感机制基于农药和纳米颗粒之间的相互作用。纳米粒子的颜色在相互作用过程中发生了变化。数码相机记录了这些变化。该测定为每种研究的农药提供了独特的响应。该方法可以测定六种单独的农药，包括甲萘威、对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、二嗪农和毒死蜱。这些农药的检测限分别为 29.0、22.0、32.0、17.0、45.0 和 36.0 ng mL-1。该测定法用于使用偏最小二乘法 (PLS) 同时测定混合物中所研究的六种农药。西维因、对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、二嗪农和毒死蜱的预测均方根误差分别为 11、8.7、9.2、10、12 和 11。基于纸的设备可以区分两种类型的研究农药（有机磷酸酯和氨基甲酸酯）以及两种类型的有机磷酸酯结构（氧磷和硫磷）。此外，该传感器在存在其他潜在物种（例如，金属离子、阴离子、氨基酸、糖和维生素）的情况下对农药表现出高选择性。该测定能够测定自来水、苹果汁和大米样品中的农药化合物。图形概要对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、二嗪农和毒死蜱。基于纸的设备可以区分两种类型的研究农药（有机磷酸酯和氨基甲酸酯）以及两种类型的有机磷酸酯结构（氧磷和硫磷）。此外，该传感器在存在其他潜在物种（例如，金属离子、阴离子、氨基酸、糖和维生素）的情况下对农药表现出高选择性。该测定能够测定自来水、苹果汁和大米样品中的农药化合物。图形概要对氧磷、对硫磷、马拉硫磷、二嗪农和毒死蜱。基于纸的设备可以区分两种类型的研究农药（有机磷酸酯和氨基甲酸酯）以及两种类型的有机磷酸酯结构（氧磷和硫磷）。此外，该传感器在存在其他潜在物种（例如，金属离子、阴离子、氨基酸、糖和维生素）的情况下对农药表现出高选择性。该测定能够测定自来水、苹果汁和大米样品中的农药化合物。图形概要在存在其他潜在物种（例如，金属离子、阴离子、氨基酸、糖和维生素）的情况下，该传感器对农药表现出高选择性。该测定能够测定自来水、苹果汁和大米样品中的农药化合物。图形概要在存在其他潜在物种（例如，金属离子、阴离子、氨基酸、糖和维生素）的情况下，该传感器对农药表现出高选择性。该测定能够测定自来水、苹果汁和大米样品中的农药化合物。图形概要

更新日期：2020-10-21

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