【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學院合肥物質(zhì)院固體所能源材料與器件制造研究部蔣長龍研究員團隊基于綠色染色標記適配體構建可視化傳感平臺，可用于快速定量檢測環(huán)境和食品中的有機磷殺蟲劑丙溴磷和水胺硫磷。相關研究成果發(fā)表在國際分析領域TOP期刊Analytical Chemistry 上。
有機磷類殺蟲劑因其易施用、藥效高等特性被廣泛使用。其中，水胺硫磷(Isocarbophos)和丙溴磷(Profenofos)作為廣譜性殺蟲劑，對多種農(nóng)作物害蟲的防治效果顯著。然而，過量及不恰當?shù)氖褂脮е罗r(nóng)藥殘留，對環(huán)境和人體造成嚴重威脅，可能引發(fā)癌癥、糖尿病、呼吸系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和生殖系統(tǒng)疾病等一系列健康問題，嚴重者甚至導致死亡。發(fā)展科學、準確、高效檢測有機磷殺蟲劑殘留方法成為監(jiān)控環(huán)境及食品安全的一項重要任務。目前大型儀器檢測無法滿足現(xiàn)場原位定量快檢的需求。因此，建立高選擇性及高靈敏的有機磷殺蟲劑殘留快速定量分析方法對環(huán)境、食品和人體健康都具有重要意義。
鑒于此，研究人員基于有機磷殺蟲劑與特異性適配體之間強結(jié)合能力，構建了劑量敏感的多色熒光適配體傳感器。綠色適配體染色劑(SG-I)可特異性插入適配體G-四聯(lián)體結(jié)構，誘導其綠色熒光顯著增強，構成具有綠色熒光發(fā)射的傳感體系。當向該傳感體系中加入有機磷殺蟲劑后，有機磷殺蟲劑分子與適配體通過π-π芳香堆積結(jié)合，形成更穩(wěn)定的復合產(chǎn)物，破壞了SG-I與G-四聯(lián)體的結(jié)合，導致綠色熒光猝滅。同時，π-π芳香堆積會引起G-四聯(lián)體本征藍色熒光的增強，傳感溶液熒光顏色由綠色變?yōu)樗{色，進而實現(xiàn)了對丙溴磷和水胺硫磷的可視化檢測，檢測限(LOD)分別低至2.48 nM和3.01 nM。此外，研究人員結(jié)合3D打印技術及智能手機顏色識別器，開發(fā)了便攜式智能熒光檢測平臺，可在實時、現(xiàn)場條件下對有機磷殺蟲劑進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基金項目、國家重點研發(fā)計劃、安徽區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項目和安徽省重點研究與開發(fā)計劃的支持。
圖1. 多色適配體傳感器快速可視化定量檢測有機磷殺蟲劑殘留的示意圖。
圖2. 基于智能手機的監(jiān)測平臺可視化定量檢測有機磷殺蟲劑。
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