隨著公眾對食品安全和環(huán)境健康關(guān)注度的持續(xù)升高，如何實(shí)現(xiàn)高效、快速、精準(zhǔn)地檢測農(nóng)藥殘留已成為當(dāng)下的研究熱點(diǎn)。近期，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院固體所蔣長龍研究員團(tuán)隊在實(shí)時可視化菊酯類農(nóng)藥檢測上取得新突破，研發(fā)了超分子熒光探針，實(shí)現(xiàn)了液相和氣相菊酯類農(nóng)藥的實(shí)時同步可視化檢測。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際分析領(lǐng)域TOP期刊 Analytical Chemistry上。

菊酯類農(nóng)藥常用于蔬果、茶葉等農(nóng)產(chǎn)品的殺蟲防控。雖然其具有高效低毒的優(yōu)點(diǎn)，但過量或長期接觸仍可能對人體造成嚴(yán)重傷害，引發(fā)如頭痛、惡心、肌肉無力等健康問題。傳統(tǒng)的農(nóng)殘檢測方法，如高效液相色譜，雖然精準(zhǔn)，但操作復(fù)雜、儀器昂貴，不適用于農(nóng)業(yè)現(xiàn)場或家庭快速檢測。

為解決這一難題，研究團(tuán)隊設(shè)計了一種由黃酮類熒光染料（AFL）與白蛋白（ALB）復(fù)合而成的超分子熒光探針 AFL@ALB。該探針會與菊酯類農(nóng)藥分子發(fā)生分子間相互作用，導(dǎo)致超分子熒光探針周圍微環(huán)境極性改變，使得熒光顏色由黃色變?yōu)榫G色，且整個變化過程僅需10秒，肉眼即可觀察。研究表明，該探針在0–72 μM濃度范圍內(nèi)具有出色的線性響應(yīng)，檢測限可達(dá)1.0773 μM，遠(yuǎn)低于歐盟對茶葉等農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留限值。

研究人員進(jìn)一步開發(fā)了一套基于智能手機(jī)的便攜式菊酯農(nóng)藥檢測系統(tǒng)，只需使用手機(jī)拍攝探針溶液或試紙熒光照片，通過配套APP識別RGB值，就可實(shí)現(xiàn)菊酯農(nóng)藥的快速定量檢測。這一檢測系統(tǒng)不僅成本低、操作簡單，而且無需專業(yè)設(shè)備支持，適合家庭、農(nóng)貿(mào)市場等非實(shí)驗(yàn)室場景應(yīng)用。

此外，菊酯類農(nóng)藥不僅存在于液態(tài)殘留中，還會揮發(fā)為氣體，潛藏在環(huán)境中危害人體健康，如蚊香釋放的氣相菊酯。然而，目前針對農(nóng)藥氣態(tài)殘留的檢測手段非常有限。為此，研究人員創(chuàng)新性地將AFL@ALB探針與高吸附性能的普魯士藍(lán)/納米纖維素氣凝膠（PBA/CNF）結(jié)合，研制出可實(shí)時可視化監(jiān)測氣相菊酯類農(nóng)藥的新型熒光氣凝膠傳感器PBA/CNF+AFL@ALB。通過模擬蚊香中菊酯的釋放，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該傳感器可實(shí)現(xiàn)氣相菊酯農(nóng)藥的高效捕集與可視化識別，檢測限低至1.7378 μM。

該研究為菊酯類農(nóng)藥殘留的快速篩查、可視化定量和現(xiàn)場檢測開辟了新路徑。相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、安徽省自然科學(xué)基金的支持。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.5c02399

圖1.超分子熒光探針AFL@ALB的合成路線以及基于AFL@ALB的熒光傳感器對菊酯液相和氣相的響應(yīng)機(jī)制。

圖2.基于AFL@ALB的超分子熒光傳感器探針溶液對菊酯農(nóng)藥的檢測。

圖3.?PBA/CNF+AFL@ALB氣凝膠應(yīng)用于菊酯氣體檢測。