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龍研究員團(tuán)隊(duì)在基于比率熒光材料構(gòu)建的可視化傳感平臺，用于快速定量檢測環(huán)境和食品中的草甘膦研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Enzyme-free and Rapid Visual Quantitative Detection for Pesticide Residues Utilizing Portable Smartphone Integrated Paper Sensor”為題，發(fā)表在環(huán)境類頂級期刊Journal of Hazardous Materials (J. Hazard. Mater., 436, 129320(2022))上。      草甘膦憑借其高效、快速等特點(diǎn)成為國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方法來保證農(nóng)殘檢測的靈敏度和選擇性，但這些方法通常存在對環(huán)境要求苛刻以及操作復(fù)雜等問題。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發(fā)了一種新型且無酶的便攜式傳感平臺用于草甘膦的快速可視化檢測。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)對草甘膦的快速可視化響應(yīng)及讀數(shù)檢測，檢測限（LOD）低至4.19 nM，遠(yuǎn)低于國家標(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)顏色識別器，開發(fā)了便攜式熒光檢測平臺，可在實(shí)時(shí)/現(xiàn)場條件下對草甘膦進(jìn)行快速可視化定量監(jiān)測，為農(nóng)藥殘留現(xiàn)場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(xiàng)目、安徽省重點(diǎn)研究與開發(fā)計(jì)劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和安徽省博士后科研計(jì)劃的支持。

      文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129320

圖1. 比率熒光傳感器快速可視化定量檢測草甘膦殘留示意圖。

圖2. 基于智能手機(jī)的監(jiān)測平臺可視化定量檢測草甘膦。