基于金纳米和量子点“turn-on”型荧光传感器检测果蔬中农药残留的研究

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目前,农药以其高效的杀虫能力,有效的解决了农作物的病虫害问题。但是由于农药的富集和对生命体的长期影响,农药被认为是对环境最有危害的污染物之一,对果蔬中农药残留的检测成为食品安全检测中的关键技术。金纳米粒子(Au Nanoparticles,AuNPs)和CdTe量子点(Quantum Dots, QDs)作为纳米材料的典型代表,具备纳米材料的诸多性质,并以其独特的光学特性在食品、环境、医药、生物等领域得到了广泛的应用。本文利用纳米粒子的特殊性质,设计了两种基于AuNPs与QDs之间的荧光内滤效应(Inner Filter Effect, IFE)和荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET)快速、简便、灵敏检测果蔬中农药残留的纳米传感器,研究内容主要包括:1、利用带相反电荷的巯基乙酸保护的CdTe QDs(TGA-CdTe-QDs)和巯基乙胺保护的AuNPs(CS-AuNPs)之间的FRET,我们建立了一种既有选择性又可灵敏检测草甘膦的荧光方法。两种纳米材料由于静电引力作用形成FRET供体-受体自组装,有效猝灭了CdTe QDs的荧光强度。当草甘膦存在时,带负电的草甘膦会因静电引力作用使带正电的CS-AuNPs迅速团聚,从而破坏QDs-AuNPs自组装,削弱他们之间的FRET,使CdTe QDs的荧光恢复。这种方法操作容易且灵敏度高。在最优条件下,草甘膦在0.02–2.0μg/kg浓度范围内与荧光比率成线性相关,检出限为9.8ng/kg。该方法成功用于检测苹果样品中的草甘膦,为草甘膦的快速筛查提供了一种简单、便捷的新方法。2、利用核酸适配体与目标物的特异性结合和AuNPs与CdTe QDs之间的IFE建立了一种特异性检测啶虫脒的适体传感器。AuNPs和CdTe QDs的光谱有很好的重叠,AuNPs与CdTe QDs之间的IFE可以有效猝灭QDs的荧光,啶虫脒适配体(Acetamiprid-BindingAptamer,ABA)可以吸附在AuNPs表面,保护AuNPs在盐溶液中的稳定性,啶虫脒与ABA特异性结合后,ABA就不能再继续保护AuNPs,AuNPs因盐效应发生团聚,QDs荧光恢复。在最优条件下,啶虫脒在1.2–21.6μg/kg浓度范围内与荧光比率成线性相关,检出限为0.192μg/kg。该方法样品前处理简单、选择性优、稳定性和重现性好,可以满足现场快速筛查啶虫脒的需求。
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