固體所發展可視化快速檢測多菌靈殘留新策略

近期 ，中科院合肥研究院固體所能源材料與器件製造研究部蔣長龍研究員團隊在基於光致電子轉移的比率熒光傳感體係用於快速可視化定量檢測環境和食品中多菌靈殘留研究方麵取得新進展 。相關研究成果以“Photoinduced Electron Transfer-triggered g-C3N4\Rhodamine B Sensing System for the Ratiometric Fluorescent Quantitation of Carbendazim”為題 ，發表在國際分析領域TOP期刊Analytical Chemistry (Anal. Chem., 2023, DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05691)上 。      多菌靈是一種苯並咪唑類農藥 ，具有廣譜殺菌特征 ，在農業生產中應用廣泛 。但多菌靈在自然界中降解速度較慢 ，其殘留隨呼吸 、皮膚吸收或誤食進入體後 ，藥物毒素會對腎髒造成破壞 ，甚至導致腎功能受損 、精神恍惚等中毒症狀 ，嚴重危害消費者安全 。發展便捷 、快速 、高效檢測多菌靈殘留方法成為控製和處理農殘汙染的關鍵環節 。目前 ，國內外用於多菌靈殘留檢測的主要分析方法仍然局限於實驗室儀器及免疫分析法等 ，這些方法通常存在成本高 、操作複雜 、耗時長等問題 。因此 ，發展快速 、低成本 、特異性強 、靈敏度高的多菌靈檢測新方法具有非常重要的意義 。      鑒於此，研究團隊基於光致電子轉移（PET）機理建立了簡單 、高效 、可靠的比率熒光傳感體係 ，並開發了新型便攜式傳感平台用於多菌靈的快速可視化定量檢測 。該傳感器由超薄石墨氮化碳納米片（g-C3N4 nanosheet）和羅丹明B（RB）構成 ，多菌靈通過靜電作用與氮化碳納米片反應 ，並由光致電子轉移引發氮化碳納米片的藍色熒光猝滅 ，而羅丹明B橙色熒光保持不變 。傳感器通過由藍到紫的靈敏熒光色度變化 ，實現對多菌靈的快速可視化響應及讀數檢測 ，檢測限（LOD）低至5.89 nM ，遠低於國家最大殘留標準 。此外 ，借助3D打印技術及智能手機顏色識別器 ，研究團隊設計的便攜式智能傳感平台成功應用於實際樣品中多菌靈檢測 ，並表現出良好的抗幹擾能力 ，為農藥殘留現場高靈敏度快速檢測提供了新策略 。      上述研究工作得到了國家重點研究與發展計劃 、國家自然科學基金項目 、安徽省重點研究與開發計劃的支持 。

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圖1. 比率熒光傳感器快速可視化定量檢測多菌靈殘留的機理示意圖 。

圖2. (A)便攜式多菌靈檢測傳感平台設計與基本操作流程 ；(B)熒光顏色對不同濃度多菌靈的響應 ；(C)傳感平台操作界麵 ；(D)R/B比值與多菌靈濃度的線性關係 。