買蔬菜怕有農藥殘留，吃水果也怕有農藥殘留……人們常常“談農藥色變”。
近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所研究員蔣長龍團隊開發了一種新型且無酶的便攜式傳感平台（以下簡稱傳感平台），2秒內檢測出環境和食品中的草甘膦殘留，最終濃度結果直接顯示在智能手機上。相關研究成果發表於《危害物質雜誌》。
現場2秒“看到”結果
課題組人員用試紙現場檢測草甘膦 課題組供圖
“人們只需將瓜果蔬菜表面潤濕，用檢測試紙在表面輕輕擦拭，約2秒後，用紫外燈照射，通過試紙顏色變化就可以大致判斷草甘膦殘留濃度的高低。”蔣長龍向記者介紹。
如果試紙是藍色，說明草甘膦殘留濃度很低；試紙是粉色時，說明濃度較大；當試紙呈現橙紅色時，說明濃度很高。
“這種方法屬於初篩，適合人們居家自測。”蔣長龍說，若想得到更精確結果，需要將試紙放入傳感平台的試紙槽內。通過傳感平台自帶的紫外燈照射，再用手機拍攝試紙照片，利用手機的顏色識別軟件自動分析轉換，顯示最終農殘濃度結果超標還是未超標。
蔣長龍介紹，傳感平台包括傳感器、可用於讀取數據的智能手機、提供熒光檢測環境的手機附件。“傳感器是主要‘功臣’，由團隊設計製備的藍色碳點和金納米團簇構成，能快速‘識別檢測草甘膦’。”
其原理是當草甘膦加入傳感器後，與碳點反應，導致碳點的藍色熒光快速猝滅，而金納米團簇的橙色熒光保持不變。從視覺上來看，試紙熒光顏色變化從藍色到粉色最終變為橙紅色。
團隊對一些實際樣品，比如沾有草甘膦殘留的瓜果蔬菜、水樣進行測試，其檢測結果與實驗室的檢測結果基本一致。
蔣長龍表示，其團隊研發的傳感器更加快速便捷，沒有經過專業培訓的人也可操作使用，並且實現實驗室檢測無法做到的現場或實時檢測，適用於基層環境監督部門、農貿市場及超市、個體消費者。
“農藥殘留”不等於“農藥殘留超標”
比率熒光傳感器快速可視化定量檢測草甘膦殘留示意圖 課題組供圖
草甘膦是目前國際上使用量最大的除草劑，在有機磷農藥中佔有重要位置。“這也是團隊選擇草甘膦做農殘檢測的重要原因。” 蔣長龍說。
草甘膦通過莖葉吸收後傳導到植物各部位，抑制植物體內的烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶，從而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的轉化，使蛋白質合成受到干擾，從而導致植物死亡。
然而，較高的使用量及不合理的使用方法會造成農產品中草甘膦殘留量超標。
隨着生活水平的提高，人們的環保意識、安全意識與日俱增。蔣長龍說，“目前，人們通常採用實驗室儀器或酶抑製法等方法檢測農殘，但這種檢測多由專業人員完成，檢測儀器昂貴，檢測結果兩至三天才能出來。”
因此，發展快速有效、現場檢測草甘膦殘留的方法，成為控制和處理有機磷農殘污染與危害的關鍵環節。
“需要指出的是，農藥殘留並不等同於農藥殘留超標。按照農殘限量，中國擬定草甘膦殘留最大限量為4.14 微摩爾。”蔣長龍說，如果農藥殘留不超過最大限量，即為安全，人們可以放心食用。
此外，值得注意的是，隨着瓜果蔬菜等農產品在我國膳食中佔比越來越大，其質量安全備受關注，殘留限量標準也正向著“科學、嚴謹”的方向修改。
構建多種目標分析物快速檢測平台
基於智能手機的監測平台可視化定量檢測草甘膦 課題組供圖
“本文報道了一種用於草甘膦定量檢測的快速可視化熒光傳感平台。該方法的創新之處在於結合智能手機對熒光信號進行處理，方便、準確。此外，該傳感體系使用兩種熒光物質作為信號，而不是依賴於酶，在現場檢測中具有一定應用潛力。” 一位審稿人如是說。
但蔣長龍坦言，此次研發的傳感器僅針對草甘膦殘留檢測，“目前，團隊正在探究與研發其他類農藥的快檢方法與器件，如菊酯類、氨基甲酸酯類等。“
此外，傳感器的檢測信號依賴於寬光譜熒光色度的變化，而這種熒光色度可能會受到使用環境光的影響。
蔣長龍說，“我們希望可以進一步升級檢測平台的配件，或是研發其他檢測方法並構建傳感器，避免一切外界因素對檢測結果的不良干擾。”
下一步，研究團隊將着力探索多色發光納米探針的製備，進一步構建對於多種目標分析物的快速檢測平台，建立基於納米光效應傳感器件，用於環境中多種污染物檢測的評價體系與技術標準，期望在人體健康預警可視化分析檢測方面取得新進展。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129320
來源：中國科學報
采編：姜姜 排版：小同
