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科學(xué)島團(tuán)隊(duì)研發(fā)超分子熒光探針實(shí)現(xiàn)液相和氣相菊酯類農(nóng)藥實(shí)時(shí)同步可視化檢測(cè)

研發(fā)快訊 2025年06月23日 13:38:27來源:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 作者:劉安琪 12681
摘要傳統(tǒng)的農(nóng)殘檢測(cè)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(chǎng)或家庭快速檢測(cè)。性改變,使得熒光顏色由黃色變?yōu)榫G色,且整個(gè)變化過程僅需10秒,肉眼即可觀察。

  【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著公眾對(duì)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(cè)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(duì)在實(shí)時(shí)可視化菊酯類農(nóng)藥檢測(cè)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(shí)同步可視化檢測(cè)。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(duì)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(cè)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(chǎng)或家庭快速檢測(cè)。
 
  為解決這一難題,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(huì)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(gè)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(cè)限可達(dá)1.0773 μM,遠(yuǎn)低于歐盟對(duì)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(cè)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(shí)別RGB值,就可實(shí)現(xiàn)菊酯農(nóng)藥的快速定量檢測(cè)。這一檢測(cè)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(chǎng)等非實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)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(huì)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(duì)農(nóng)藥氣態(tài)殘留的檢測(cè)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(shí)可視化監(jiān)測(cè)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(shí)別,檢測(cè)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(chǎng)檢測(cè)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(jì)劃、安徽省自然科學(xué)基金的支持。
 
  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(duì)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(duì)菊酯農(nóng)藥的檢測(cè)。
 
圖3. PBA/CNF+AFL@ALB氣凝膠應(yīng)用于菊酯氣體檢測(cè)。

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