烟碱类农药是目前在全球范围使用最广泛的杀虫剂之一,噻虫嗪(Thiame-thoxam,TMX)作为烟碱类农药的代表性化合物,目前已成为防治水稻刺吸性害虫的主要杀虫剂,在至少64个国家中登记使用。水稻作为我国的主要粮食作物,为了提高其产量而盲目、大量地施用噻虫嗪导致的残留问题更加令人关注。目前常用于此类农药检测的色谱法虽然灵敏度高、特异性好,但由于仪器昂贵、需要专业人员操作等特点主要用于实验室,无法适用于农田以及市场的现场快速筛查。因此构建一种快速、高效、灵敏,且价格低廉、操作简便的噻虫嗪现场快检技术具有重要的应用意义。本研究结合分子印迹和电化学传感器技术,构建了基于石墨烯的分子印迹电化学传感器,建立了一种快速、高效、灵敏、简便的针对稻谷中噻虫嗪残留检测的新方法。主要研究内容如下:(1)石墨烯基分子印迹电化学传感器的制备及表征以噻虫嗪为模板分子,选取具有苯环、烯基和羟基基团的4-乙烯基苯甲酸作为功能单体,利用功能单体改性法取代烯基修饰剂的加入,在石墨烯(Graphene,GN)片层表面一步引入烯基和羟基基团。采用表面分子印迹技术制备了噻虫嗪石墨烯基分子印迹聚合材料(MIPs-GN),整个反应过程简便易控,有效地降低了批间差异。利用合成的分子印迹复合材料成功制备了对噻虫嗪具有特异性识别能力的石墨烯基分子印迹电化学传感器(MIPs-GN/GCE)。用0.1%的壳聚糖(乙酸)溶液作为保护膜以提高传感器的稳定性;选用电化学循环伏安法洗脱模板分子,此法快速、环保,并可实时监测模板分子是否完全洗脱。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、交流阻抗测试对石墨烯基分子印迹电化学传感器(MIPs-GN/GCE)的表征分析表明,均匀的分子印迹膜在石墨烯表面成功负载,并且印迹膜远低于文献中报道的石墨烯表面的分子印迹膜厚(17nm),仅为2 nm。(2)石墨烯基分子印迹电化学传感器吸附性能及吸附机制的研究对石墨烯基分子印迹电化学传感器的吸附性能进行了评价,并通过吸附热力学模型和吸附动力学模型对吸附机制进行了研究。结果表明:MIPs-GN/GCE对目标分子噻虫嗪具有特异性识别能力,并且与其结合能快速达到平衡。在噻虫嗪及其结构类似物同时存在时,MIPs-GN/GCE对噻虫嗪具有良好的选择特异性,印迹因子达到2.36。吸附热力学模型及吸附动力学模型研究表明,MIPs-GN/GCE是一个表面均匀、以化学吸附为主,吸附结合速率较快的分子印迹敏感膜。(3)石墨烯基分子印迹电化学传感器的电化学分析评价电化学分析评价结果表明:MIPs-GN/GCE具有良好的检测灵敏度、较强的抗干扰能力以及良好的重现性和稳定性。MIPs-GN/GCE对噻虫嗪检测的线性范围为0.5μmol/L~20μmol/L,检出限为0.1μmol/L,制备的MIPs-GN/GCE灵敏度有明显的提高。(4)石墨烯基分子印迹电化学传感器在稻谷样品中的检测分析对MIPs-GN/GCE在稻谷中应用的可行性进行探索和分析。首先对前处理方法进行简化,并对市售的籼米、粳米、糯米、以及糙米四种稻谷样品进行提取,进行低、中、高标回收率实验,结果表明MIPs-GN/GCE对籼米、粳米、糯米、糙米中噻虫嗪的平均回收率分别为80%~94%、81%~91%、85%~92%、88%~94%,与液相检测对比发现回收率结果一致,回收率效果较好,并且在最低添加浓度5μmol/L(等于0.001 mg/kg样品重)也取得了令人满意的结果,能够满足农药残留的痕量分析,说明本文构建的MIPs-GN/GCE传感器可以用于籼米、粳米、糯米及糙米样品中对噻虫嗪残留的分析测定,同时也可表明MIPs-GN/GCE传感器在其他稻谷等实际样品检测中具有巨大的应用前景。