隨著公眾對食品安全和環境健康關注度的持續升高，如何實現高效、快速、精準地檢測農藥殘留已成為當下的研究熱點。近期，中國科學院合肥物質院固體所蔣長龍研究員團隊在實時可視化菊酯類農藥檢測上取得新突破，研發了超分子熒光探針，實現了液相和氣相菊酯類農藥的實時同步可視化檢測。相關研究成果發表在國際分析領域TOP期刊 Analytical Chemistry上。
菊酯類農藥常用于蔬果、茶葉等農產品的殺蟲防控。雖然其具有高效低毒的優點，但過量或長期接觸仍可能對人體造成嚴重傷害，引發如頭痛、惡心、肌肉無力等健康問題。傳統的農殘檢測方法，如高效液相色譜，雖然精準，但操作復雜、儀器昂貴，不適用于農業現場或家庭快速檢測。
為解決這一難題，研究團隊設計了一種由黃酮類熒光染料(AFL)與白蛋白(ALB)復合而成的超分子熒光探針 AFL@ALB。該探針會與菊酯類農藥分子發生分子間相互作用，導致超分子熒光探針周圍微環境極性改變，使得熒光顏色由黃色變為綠色，且整個變化過程僅需10秒，肉眼即可觀察。研究表明，該探針在0–72 μM濃度范圍內具有出色的線性響應，檢測限可達1.0773 μM，遠低于歐盟對茶葉等農產品農藥殘留限值。
研究人員進一步開發了一套基于智能手機的便攜式菊酯農藥檢測系統，只需使用手機拍攝探針溶液或試紙熒光照片，通過配套
APP識別RGB值，就可實現菊酯農藥的快速定量檢測。這一檢測系統不僅成本低、操作簡單，而且無需專業設備支持，適合家庭、農貿市場等非實驗室場景應用。
此外，菊酯類農藥不僅存在于液態殘留中，還會揮發為氣體，潛藏在環境中危害人體健康，如蚊香釋放的氣相菊酯。然而，目前針對農藥氣態殘留的檢測手段非常有限。為此，研究人員創新性地將AFL@ALB探針與高吸附性能的普魯士藍/納米纖維素氣凝膠(PBA/CNF)結合，研制出可實時可視化監測氣相菊酯類農藥的新型熒光氣凝膠傳感器PBA/CNF+AFL@ALB。通過模擬蚊香中菊酯的釋放，實驗驗證了該傳感器可實現氣相菊酯農藥的高效捕集與可視化識別，檢測限低至1.7378 μM。
該研究為菊酯類農藥殘留的快速篩查、可視化定量和現場檢測開辟了新路徑。相關工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃、安徽省自然科學基金的支持。
圖1.超分子熒光探針AFL@ALB的合成路線以及基于AFL@ALB的熒光傳感器對菊酯液相和氣相的響應機制。
圖2.基于AFL@ALB的超分子熒光傳感器探針溶液對菊酯農藥的檢測。
圖3.?PBA/CNF+AFL@ALB氣凝膠應用于菊酯氣體檢測。
