固体所发展无酶荧光可视化快速检测有机磷农残新策略

  近期，中科院合肥研究院固体所能源材料与器件制造研究部蒋长龙研究员团队在基于比率荧光材料构建的可视化传感平台，用于快速定量检测环境和食品中的草甘膦研究方面取得新进展。相关研究成果以“Enzyme-free and Rapid Visual Quantitative Detection for Pesticide Residues Utilizing Portable Smartphone Integrated Paper Sensor”为题，发表在环境类顶级期刊Journal of Hazardous Materials (J. Hazard. Mater., 436, 129320(2022))上。      草甘膦凭借其高效、快速等特点成为国际上使用量最大的除草剂,在有机磷农药中占有重要位置。但较高的使用量及不合理的使用方法会造成农产品中草甘膦残留量超标，高残留、毒性强等问题将直接影响到消费者安全。因此，发展快速、高选择性地检测草甘膦残留方法成为了控制和处理有机磷农残污染与危害的关键环节。目前人们通常采用实验室仪器或酶抑制法等检测方法来保证农残检测的灵敏度和选择性，但这些方法通常存在对环境要求苛刻以及操作复杂等问题。因此，建立高选择性及高灵敏的草甘膦残留快速定量分析方法对贸易、环境、食品和人体健康都具有重要意义。

      鉴于此，研究人员基于比率荧光纳米传感器开发了一种新型且无酶的便携式传感平台用于草甘膦的快速可视化检测。该传感器由设计制备的蓝色碳点（CDs）和金纳米团簇（Au NCs）构成，当草甘膦与碳点反应时，聚集诱导猝灭（ACQ）导致碳点的蓝色荧光快速猝灭，而金纳米团簇的橙色荧光保持不变。由于该传感器不依赖于酶，仅通过荧光色度变化，所以在极短时间（2秒）内即可实现对草甘膦的快速可视化响应及读数检测，检测限（LOD）低至4.19 nM，远低于国家标准。此外，研究人员还结合3D打印技术及智能手机颜色识别器，开发了便携式荧光检测平台，可在实时/现场条件下对草甘膦进行快速可视化定量监测，为农药残留现场快速检测提供了新的策略。      上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、安徽省重点研究与开发计划、国家重点研发计划和安徽省博士后科研计划的支持。

      文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129320

图1. 比率荧光传感器快速可视化定量检测草甘膦残留示意图。

图2. 基于智能手机的监测平台可视化定量检测草甘膦。