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(zhǎng)龍研究員團(tuán)隊(duì)在基于光致電子轉(zhuǎn)移的比率熒光傳感體系用于快速可視化定量檢測(cè)環(huán)境和食品中多菌靈殘留研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Photoinduced Electron Transfer-triggered g-C3N4\Rhodamine B Sensing System for the Ratiometric Fluorescent Quantitation of Carbendazim”為題，發(fā)表在國(guó)際分析領(lǐng)域TOP期刊Analytical Chemistry (Anal. Chem., 2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05691)上。      多菌靈是一種苯并咪唑類(lèi)農(nóng)藥，具有廣譜殺菌特征，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。但多菌靈在自然界中降解速度較慢，其殘留隨呼吸、皮膚吸收或誤食進(jìn)入體后，藥物毒素會(huì)對(duì)腎臟造成破壞，甚至導(dǎo)致腎功能受損、精神恍惚等中毒癥狀，嚴(yán)重危害消費(fèi)者安全。發(fā)展便捷、快速、高效檢測(cè)多菌靈殘留方法成為控制和處理農(nóng)殘污染的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外用于多菌靈殘留檢測(cè)的主要分析方法仍然局限于實(shí)驗(yàn)室儀器及免疫分析法等，這些方法通常存在成本高、操作復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題。因此，發(fā)展快速、低成本、特異性強(qiáng)、靈敏度高的多菌靈檢測(cè)新方法具有非常重要的意義。      鑒于此，研究團(tuán)隊(duì)基于光致電子轉(zhuǎn)移（PET）機(jī)理建立了簡(jiǎn)單、高效、可靠的比率熒光傳感體系，并開(kāi)發(fā)了新型便攜式傳感平臺(tái)用于多菌靈的快速可視化定量檢測(cè)。該傳感器由超薄石墨氮化碳納米片（g-C3N4 nanosheet）和羅丹明B（RB）構(gòu)成，多菌靈通過(guò)靜電作用與氮化碳納米片反應(yīng)，并由光致電子轉(zhuǎn)移引發(fā)氮化碳納米片的藍(lán)色熒光猝滅，而羅丹明B橙色熒光保持不變。傳感器通過(guò)由藍(lán)到紫的靈敏熒光色度變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)多菌靈的快速可視化響應(yīng)及讀數(shù)檢測(cè)，檢測(cè)限（LOD）低至5.89 nM，遠(yuǎn)低于國(guó)家最大殘留標(biāo)準(zhǔn)。此外，借助3D打印技術(shù)及智能手機(jī)顏色識(shí)別器，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的便攜式智能傳感平臺(tái)成功應(yīng)用于實(shí)際樣品中多菌靈檢測(cè)，并表現(xiàn)出良好的抗干擾能力，為農(nóng)藥殘留現(xiàn)場(chǎng)高靈敏度快速檢測(cè)提供了新策略。      上述研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研究與發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、安徽省重點(diǎn)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃的支持。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.2c05691

圖1. 比率熒光傳感器快速可視化定量檢測(cè)多菌靈殘留的機(jī)理示意圖。

圖2. (A)便攜式多菌靈檢測(cè)傳感平臺(tái)設(shè)計(jì)與基本操作流程；(B)熒光顏色對(duì)不同濃度多菌靈的響應(yīng)；(C)傳感平臺(tái)操作界面；(D)R/B比值與多菌靈濃度的線(xiàn)性關(guān)系。