固体所发展可视化快速检测多菌灵残留新策略

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光致电子转移的比率荧光传感体系用于快速可视化定量检测环境和食品中多菌灵残留研究方面取得新进展。相关研究成果以“Photoinduced Electron Transfer-triggered g-C3N4\Rhodamine B Sensing System for the Ratiometric Fluorescent Quantitation of Carbendazim”为题，发表在国际分析领域TOP期刊Analytical Chemistry (Anal. Chem., 2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05691)上。      多菌灵是一种苯并咪唑类农药，具有广谱杀菌特征，在农业生产中应用广泛。但多菌灵在自然界中降解速度较慢，其残留随呼吸、皮肤吸收或误食进入体后，药物毒素会对肾脏造成破坏，甚至导致肾功能受损、精神恍惚等中毒症状，严重危害消费者安全。发展便捷、快速、高效检测多菌灵残留方法成为控制和处理农残污染的关键环节。目前，国内外用于多菌灵残留检测的主要分析方法仍然局限于实验室仪器及免疫分析法等，这些方法通常存在成本高、操作复杂、耗时长等问题。因此，发展快速、低成本、特异性强、灵敏度高的多菌灵检测新方法具有非常重要的意义。      鉴于此，研究团队基于光致电子转移（PET）机理建立了简单、高效、可靠的比率荧光传感体系，并开发了新型便携式传感平台用于多菌灵的快速可视化定量检测。该传感器由超薄石墨氮化碳纳米片（g-C3N4 nanosheet）和罗丹明B（RB）构成，多菌灵通过静电作用与氮化碳纳米片反应，并由光致电子转移引发氮化碳纳米片的蓝色荧光猝灭，而罗丹明B橙色荧光保持不变。传感器通过由蓝到紫的灵敏荧光色度变化，实现对多菌灵的快速可视化响应及读数检测，检测限（LOD）低至5.89 nM，远低于国家最大残留标准。此外，借助3D打印技术及智能手机颜色识别器，研究团队设计的便携式智能传感平台成功应用于实际样品中多菌灵检测，并表现出良好的抗干扰能力，为农药残留现场高灵敏度快速检测提供了新策略。      上述研究工作得到了国家重点研究与发展计划、国家自然科学基金项目、安徽省重点研究与开发计划的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.2c05691

图1. 比率荧光传感器快速可视化定量检测多菌灵残留的机理示意图。

图2. (A)便携式多菌灵检测传感平台设计与基本操作流程；(B)荧光颜色对不同浓度多菌灵的响应；(C)传感平台操作界面；(D)R/B比值与多菌灵浓度的线性关系。