近期，中國科學院合肥物質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，對多種農作物害蟲的防治效果顯著。然而，過量及不恰當的使用會導致農藥殘留，對環境和人體造成嚴重威脅，可能引發癌癥、糖尿病、呼吸系統疾病、神經系統疾病和生殖系統疾病等一系列健康問題，嚴重者甚至導致死亡。發展科學、準確、高效檢測有機磷殺蟲劑殘留方法成為監控環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-四聯體結構，誘導其綠色熒光顯著增強，構成具有綠色熒光發射的傳感體系。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芳香堆積結合，形成更穩定的復合產物，破壞了SG-I與G-四聯體的結合，導致綠色熒光猝滅。同時，π-π芳香堆積會引起G-四聯體本征藍色熒光的增強，傳感溶液熒光顏色由綠色變為藍色，進而實現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，研究人員結合3D打印技術及智能手機顏色識別器，開發了便攜式智能熒光檢測平臺，可在實時、現場條件下對有機磷殺蟲劑進行快速可視化定量監測，為農藥殘留現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、國家重點研發計劃、安徽區域創新發展聯合基金項目和安徽省重點研究與開發計劃的支持。
 

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. 基于智能手機的監測平臺可視化定量檢測有機磷殺蟲劑。