近期，中科院合肥研究院固體所能源材料與器件制造研究部蔣長(cháng)龍研究員團隊，在基于光致電子轉移的比率熒光傳感體系，用于快速可視化定量檢測環(huán)境和食品中多菌靈殘留研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際分析領(lǐng)域TOP期刊Analytical Chemistry上。
多菌靈是一種苯并咪唑類(lèi)農藥，具有廣譜殺菌特征，在農業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。但多菌靈在自然界中降解速度較慢，其殘留隨呼吸、皮膚吸收或誤食進(jìn)入體后，藥物毒素會(huì )對腎臟造成破壞，甚至導致腎功能受損、精神恍惚等中毒癥狀，嚴重危害消費者安全。目前，國內外用于多菌靈殘留檢測的主要分析方法仍然局限于實(shí)驗室儀器及免疫分析法等，這些方法通常存在成本高、操作復雜、耗時(shí)長(cháng)等問(wèn)題。因此，發(fā)展快速、低成本、特異性強、靈敏度高的多菌靈檢測新方法具有非常重要的意義。
鑒于此，研究團隊基于光致電子轉移（PET）機理建立了簡(jiǎn)單、高效、可靠的比率熒光傳感體系，并開(kāi)發(fā)了新型便攜式傳感平臺用于多菌靈的快速可視化定量檢測。該傳感器由超薄石墨氮化碳納米片（g-C3N4 nanosheet）和羅丹明B（RB）構成，多菌靈通過(guò)靜電作用與氮化碳納米片反應，并由光致電子轉移引發(fā)氮化碳納米片的藍色熒光猝滅，而羅丹明B橙色熒光保持不變。傳感器通過(guò)由藍到紫的靈敏熒光色度變化，實(shí)現對多菌靈的快速可視化響應及讀數檢測，檢測限（LOD）低至5.89 nM，遠低于國家最大殘留標準。此外，借助3D打印技術(shù)及智能手機顏色識別器，研究團隊設計的便攜式智能傳感平臺成功應用于實(shí)際樣品中多菌靈檢測，并表現出良好的抗干擾能力，為農藥殘留現場(chǎng)高靈敏度快速檢測提供了新策略。
上述研究工作得到了國家重點(diǎn)研究與發(fā)展計劃、國家自然科學(xué)基金項目、安徽省重點(diǎn)研究與開(kāi)發(fā)計劃的支持。
圖1. 比率熒光傳感器快速可視化定量檢測多菌靈殘留的機理示意圖。
圖2. (A)便攜式多菌靈檢測傳感平臺設計與基本操作流程；(B)熒光顏色對不同濃度多菌靈的響應；(C)傳感平臺操作界面；(D)R/B比值與多菌靈濃度的線(xiàn)性關(guān)系。
