固體所在可視化檢測農藥殘留方麵取得新突破

近期 ，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所能源材料與器件製造研究部蔣長龍研究員團隊在氨基甲酸酯農藥和有機磷農藥殘留分析檢測方麵取得新進展 ，設計製備了兩種高效的比率熒光納米探針 ，並結合智能手機的顏色識別器 ，實現對食品和環境水體中農藥的可視化定量檢測 。相關研究成果發表在Chemical Engineering Journal和ACS Sustainable Chemistry & Engineering上 。

氨基甲酸酯類化合物主要用作殺蟲劑 、殺蟎劑 、除草劑和殺菌劑 ，已成為農藥的一大類別 。有機磷農藥主要用於防治植物病 、蟲 、草害 ，其揮發性強 ，遇堿失效 。這兩種農藥廣泛用於農業生產中 ，在農作物中會存在不同程度的殘留 。但它們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 ，藥物毒素會對人體器官功能受損 ，嚴重者會出現呼吸麻痹 ，甚至死亡 ，嚴重危害人體健康 。目前 ，國內外用於農藥殘留檢測的主要分析方法仍然局限於酶抑製法和免疫測定等 ，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 、靈敏度高的農藥檢測新方法具有非常重要的意義 。

鑒於此 ，研究人員基於2, 3-萘二醛(NDA)和亞硫酸鹽誘發的類 Strecker 反應原理 ，構建了一種無酶比率熒光探針 ，以 CdTe 量子點 (CdTe QD) 作為背景熒光 ，用於氨基甲酸酯農藥(CPs)的全譜視覺識別 。CPs加入後 ，通過親核縮合反應產生綠色熒光的異吲哚 ，該熒光探針出現了從紅色到綠色的明顯顏色變化 ，實現對氨基甲酸酯的快速可視化響應 ，檢測限(LOD)低至18.6 nM ，遠低於國家最大殘留標準 。

此外 ，通過集成綠色碳點和CdTe量子點(CdTe QD)構建了比率熒光探針 ，用於甲基對硫磷(MP)的高選擇性定量檢測 。在堿性條件下 ，MP能迅速水解生成對硝基苯酚(p-NP) ， 氫鍵加強的瞬時反應導致碳點和p-NP之間的內濾效應猝滅綠色熒光 ，從而導致探針產生由綠到紅的靈敏熒光色度變化 ，檢測限低至為8.9 nM 。

上述工作得到了國家重點研發計劃 、國家自然科學基金項目和安徽省重點研究與開發計劃的支持 。

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圖1. 比率熒光探針可視化檢測氨甲基酸酯農藥殘留的機理示意圖 。

圖2. 比率熒光探針快速可視化定量檢測有機磷農藥殘留的機理示意圖 。