近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所能源材料與器件制造研究部蔣長(cháng)龍研究員團隊基于綠色染色標記適配體構建可視化傳感平臺，可用于快速定量檢測環(huán)境和食品中的有機磷殺蟲(chóng)劑丙溴磷和水胺硫磷。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際分析領(lǐng)域TOP期刊Analytical Chemistry 上。

有機磷類(lèi)殺蟲(chóng)劑因其易施用、藥效高等特性被廣泛使用。其中，水胺硫磷(Isocarbophos)和丙溴磷(Profenofos)作為廣譜性殺蟲(chóng)劑，對多種農作物害蟲(chóng)的防治效果顯著(zhù)。然而，過(guò)量及不恰當的使用會(huì )導致農藥殘留，對環(huán)境和人體造成嚴重威脅，可能引發(fā)癌癥、糖尿病、呼吸系統疾病、神經(jīng)系統疾病和生殖系統疾病等一系列健康問(wèn)題，嚴重者甚至導致死亡。發(fā)展科學(xué)、準確、高效檢測有機磷殺蟲(chóng)劑殘留方法成為監控環(huán)境及食品安全的一項重要任務(wù)。目前大型儀器檢測無(wú)法滿(mǎn)足現場(chǎng)原位定量快檢的需求。因此，建立高選擇性及高靈敏的有機磷殺蟲(chóng)劑殘留快速定量分析方法對環(huán)境、食品和人體健康都具有重要意義。

鑒于此，研究人員基于有機磷殺蟲(chóng)劑與特異性適配體之間強結合能力，構建了劑量敏感的多色熒光適配體傳感器。綠色適配體染色劑(SG-I)可特異性插入適配體G-四聯(lián)體結構，誘導其綠色熒光顯著(zhù)增強，構成具有綠色熒光發(fā)射的傳感體系。當向該傳感體系中加入有機磷殺蟲(chóng)劑后，有機磷殺蟲(chóng)劑分子與適配體通過(guò)π-π芳香堆積結合，形成更穩定的復合產(chǎn)物，破壞了SG-I與G-四聯(lián)體的結合，導致綠色熒光猝滅。同時(shí)，π-π芳香堆積會(huì )引起G-四聯(lián)體本征藍色熒光的增強，傳感溶液熒光顏色由綠色變?yōu)樗{色，進(jìn)而實(shí)現了對丙溴磷和水胺硫磷的可視化檢測，檢測限(LOD)分別低至2.48 nM和3.01 nM。此外，研究人員結合3D打印技術(shù)及智能手機顏色識別器，開(kāi)發(fā)了便攜式智能熒光檢測平臺，可在實(shí)時(shí)、現場(chǎng)條件下對有機磷殺蟲(chóng)劑進(jìn)行快速可視化定量監測，為農藥殘留現場(chǎng)快速檢測提供了新的策略。

上述研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、安徽區域創(chuàng )新發(fā)展聯(lián)合基金項目和安徽省重點(diǎn)研究與開(kāi)發(fā)計劃的支持。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c01307

圖1. 多色適配體傳感器快速可視化定量檢測有機磷殺蟲(chóng)劑殘留的示意圖。

圖2. 基于智能手機的監測平臺可視化定量檢測有機磷殺蟲(chóng)劑。