比率熒光探針實現可視化檢測農藥殘留

　　近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員蔣長龍團隊在氨基甲酸酯農藥和有機磷農藥殘留分析檢測方面取得新進展。研究設計制備了兩種高效的比率熒光納米探針，并結合智能手機的顏色識別器，實現對食品和環境水體中農藥的可視化定量檢測。相關研究成果發表在《化學工程雜志》（Chemical Engineering Journal）和《ACS可持續化學與工程》（ACS Sustainable Chemistry & Engineering）上。

　　氨基甲酸酯類化合物主要用作殺蟲劑、殺螨劑、除草劑和殺菌劑，已成為農藥的一大類別。有機磷農藥主要用于防治植物病、蟲、草害，具有揮發性強，遇堿失效的特點。這兩種農藥被廣泛用于農業生產中，會在農作物中存在不同程度的殘留。而它們在自然界中降解速度較慢，農藥殘留隨呼吸、皮膚吸收或誤食進入體內后，所含藥物毒素會對人體器官功能造成損傷，危害人體健康，嚴重者會出現呼吸麻痹，甚至死亡。目前，國內外用于農藥殘留檢測的主要分析方法局限于酶抑制法和免疫測定等。這些方法存在成本高、操作復雜、耗時長等問題。因此，研究快速、低成本、特異性強、靈敏度高的農藥檢測新方法具有重要意義。

　　鑒于此，該團隊基于2, 3-萘二醛（NDA）和亞硫酸鹽誘發的類Strecker反應原理，構建了無酶比率熒光探針，以CdTe量子點（CdTe QD）作為背景熒光，用于氨基甲酸酯農藥（CPs）的全譜視覺識別。CPs加入后，通過親核縮合反應產生綠色熒光的異吲哚，該熒光探針出現了從紅色到綠色的明顯顏色變化，實現對氨基甲酸酯的快速可視化響應，檢測限（LOD）低至18.6nM，遠低于國家最大殘留標準。

　　此外，研究通過集成綠色碳點和CdTe量子點（CdTe QD）構建了比率熒光探針，用于甲基對硫磷（MP）的高選擇性定量檢測。在堿性條件下，MP能迅速水解生成對硝基苯酚（p-NP）， 氫鍵加強的瞬時反應致使碳點和p-NP之間的內濾效應猝滅綠色熒光，導致探針產生由綠到紅的靈敏熒光色度變化，檢測限低至為8.9nM。