开发用于可视化定量检测农药的纳米探针

中国科学院合肥物质科学研究院蒋长龙教授团队研制并合成了两种高效比例荧光纳米探针。纳米探针与智能手机的颜色识别功能相结合，实现食品和环境水中农药的可视化定量检测。

该研究已发表在《化学工程杂志》和《ACS可持续化学与工程》上。

氨基甲酸酯化合物和有机磷农药广泛应用于农业。由于它们在自然界中降解缓慢，因此可以在农作物中发现它们的残留物。这些农药残留可通过呼吸、皮肤吸收或食入进入人体，对人体器官功能和消费者安全构成严重风险。

目前农药残留检测的主要分析方法均存在成本高、操作复杂、处理时间长等局限性。因此，开发快速、经济、高特异性和灵敏的农药检测新方法至关重要。

在这项研究中，研究人员开发了一种无酶荧光探针，使用CdTe量子点作为背景荧光，用于视觉检测氨基甲酸酯农药(CP)。该探针基于2,3-萘醛(NDA)和亚硫酸盐诱导的Strecker反应原理。

添加CP后，发生亲核缩合反应，形成绿色荧光异吲哚。这种反应引起明显的颜色变化，从红色变为绿色，从而可以快速目视检测氨基甲酸酯。该探针的检测下限(LOD)为18.6nM，低于国家最高​​残留标准。

比率荧光探针快速可视化定量测定有机磷农药残留示意图。图片来源：徐世豪

此外，结合绿色碳点和CdTe量子点，开发了比例荧光探针，用于甲基对硫磷(MP)的选择性定量检测。在碱性条件下，MP迅速水解形成对硝基苯酚(p-NP)。碳点和p-NP之间的相互作用通过氢键强化导致绿色荧光猝灭，从而导致从绿色到红色的敏感颜色变化。MP检测的LOD低至8.9nM。

该工作为氨基甲酸酯类农药残留和有机磷类农药残留的检测提供了新策略，拓展了化学敏感发光材料在环境保护和食品安全方面的应用。