科研團(tuán)隊(duì)發(fā)展無(wú)酶熒光可視化快速檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)殘新策略
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(zhǎng)龍研究員團(tuán)隊(duì)在基于比率熒光材料構(gòu)建可視化傳感平臺(tái)，用于快速定量檢測(cè)環(huán)境和食品中的草甘膦研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在環(huán)境類頂級(jí)期刊Journal of Hazardous Materials上。
草甘膦憑借其高效、快速等特點(diǎn)成為國(guó)際上使用量最大的除草劑，在有機(jī)磷農(nóng)藥中占有重要位置。但較高的使用量及不合理的使用方法會(huì)造成農(nóng)產(chǎn)品中草甘膦殘留量超標(biāo)，高殘留、毒性強(qiáng)等問(wèn)題將直接影響到消費(fèi)者安全。因此，發(fā)展快速、高選擇性地檢測(cè)草甘膦殘留方法成為了控制和處理有機(jī)磷農(nóng)殘污染與危害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前人們通常采用實(shí)驗(yàn)室儀器或酶抑制法等檢測(cè)方法來(lái)保證農(nóng)殘檢測(cè)的靈敏度和選擇性，但這些方法通常存在對(duì)環(huán)境要求苛刻以及操作復(fù)雜等問(wèn)題。因此，建立高選擇性及高靈敏的草甘膦殘留快速定量分析方法對(duì)貿(mào)易、環(huán)境、食品和人體健康都具有重要意義。
鑒于此，研究人員基于比率熒光納米傳感器開(kāi)發(fā)了一種新型且無(wú)酶的便攜式傳感平臺(tái)用于草甘膦的快速可視化檢測(cè)。該傳感器由設(shè)計(jì)制備的藍(lán)色碳點(diǎn)（CDs）和金納米團(tuán)簇（Au NCs）構(gòu)成，當(dāng)草甘膦與碳點(diǎn)反應(yīng)時(shí)，聚集誘導(dǎo)猝滅（ACQ）導(dǎo)致碳點(diǎn)的藍(lán)色熒光快速猝滅，而金納米團(tuán)簇的橙色熒光保持不變。由于該傳感器不依賴于酶，僅通過(guò)熒光色度變化，所以在極短時(shí)間（2秒）內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)草甘膦的快速可視化響應(yīng)及讀數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)限（LOD）低至4.19 nM，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此外，研究人員還結(jié)合3D打印技術(shù)及智能手機(jī)顏色識(shí)別器，開(kāi)發(fā)了便攜式熒光檢測(cè)平臺(tái)，可在實(shí)時(shí)/現(xiàn)場(chǎng)條件下對(duì)草甘膦進(jìn)行快速可視化定量監(jiān)測(cè)，為農(nóng)藥殘留現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)提供了新的策略。
上述研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、安徽省重點(diǎn)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和安徽省博士后科研計(jì)劃的支持。
圖1. 比率熒光傳感器快速可視化定量檢測(cè)草甘膦殘留示意圖。
圖2. 基于智能手機(jī)的監(jiān)測(cè)平臺(tái)可視化定量檢測(cè)草甘膦。
