近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所研究員蔣長龍團(tuán)隊開發(fā)了一種新型且無酶的便攜式傳感平臺（以下簡稱“傳感平臺”），2秒內(nèi)可檢測出環(huán)境和食品中的草甘膦殘留，最終濃度結(jié)果直接顯示在智能手機(jī)上。

現(xiàn)場2秒“看到”結(jié)果

“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秒后，用紫外燈照射，通過試紙顏色變化來大致判斷草甘膦殘留濃度的高低。”蔣長龍介紹道。

如果試紙是藍(lán)色，說明草甘膦殘留濃度很低；試紙是粉色，說明濃度較大；當(dāng)試紙呈現(xiàn)橙紅色，則濃度很高。

“這種方法屬于初篩，適合人們居家自測。”蔣長龍說，若想得到更精確的結(jié)果，需要將試紙放入傳感平臺的試紙槽內(nèi)。通過傳感平臺自帶的紫外燈照射，再用手機(jī)拍攝試紙照片，利用手機(jī)的顏色識別軟件自動分析轉(zhuǎn)換，顯示最終濃度結(jié)果。

蔣長龍介紹，傳感平臺包括傳感器、可用于讀取數(shù)據(jù)的智能手機(jī)、提供熒光檢測環(huán)境的手機(jī)附件，傳感器是主要“功臣”，由該團(tuán)隊設(shè)計制備的藍(lán)色碳點(diǎn)和金納米團(tuán)簇構(gòu)成，能快速識別檢測草甘膦。

其原理是當(dāng)草甘膦加入傳感器后，與碳點(diǎn)反應(yīng)，導(dǎo)致碳點(diǎn)的藍(lán)色熒光快速猝滅，而金納米團(tuán)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(lán)色到粉色最終變?yōu)槌燃t色。

該團(tuán)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(jìn)行測試，其檢測結(jié)果與實驗室的檢測結(jié)果基本一致。

蔣長龍表示，其團(tuán)隊研發(fā)的傳感器更加快速便捷，沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人也可操作使用，并且實現(xiàn)實驗室檢測無法做到的現(xiàn)場或?qū)崟r檢測，適用于基層環(huán)境監(jiān)督部門、農(nóng)貿(mào)市場及超市、個體消費(fèi)者。

“農(nóng)藥殘留”不等于“農(nóng)藥殘留超標(biāo)”

草甘膦是目前國際上使用量最大的除草劑，在有機(jī)磷農(nóng)藥中占有重要位置。“這也是團(tuán)隊選擇草甘膦做農(nóng)藥殘留檢測的重要原因。” 蔣長龍說。

然而，較高的使用量及不合理的使用方法會造成農(nóng)產(chǎn)品中草甘膦殘留量超標(biāo)。

隨著生活水平的提高，人們的環(huán)保意識、安全意識與日俱增。蔣長龍說：“目前，人們通常采用實驗室儀器或酶抑制法等方法檢測農(nóng)藥殘留，但這種檢測多由專業(yè)人員完成，檢測儀器昂貴，檢測結(jié)果兩至三天才能出來。”

因此，發(fā)展快速有效、現(xiàn)場檢測草甘膦殘留的方法，成為控制和處理有機(jī)磷農(nóng)殘污染與危害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

“需要指出的是，農(nóng)藥殘留并不等同于農(nóng)藥殘留超標(biāo)。按照農(nóng)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(nóng)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，隨著瓜果蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品在我國膳食中占比越來越大，其質(zhì)量安全備受關(guān)注，殘留限量標(biāo)準(zhǔn)也正向著“科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)”的方向修改。

構(gòu)建多種目標(biāo)分析物的快速檢測平臺

該方法的創(chuàng)新之處在于結(jié)合智能手機(jī)對熒光信號進(jìn)行處理，在現(xiàn)場檢測中具有一定應(yīng)用潛力。

但蔣長龍?zhí)寡?，此次研發(fā)的傳感器僅針對草甘膦殘留檢測，“目前，團(tuán)隊正在探究與研發(fā)其他類農(nóng)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于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(huán)境光的影響。

蔣長龍說：“我們希望可以進(jìn)一步升級檢測平臺的配件，或是研發(fā)其他檢測方法并構(gòu)建傳感器，避免一切外界因素對檢測結(jié)果的不良干擾。”

下一步，該研究團(tuán)隊將著力探索多色發(fā)光納米探針的制備，進(jìn)一步構(gòu)建對于多種目標(biāo)分析物的快速檢測平臺，建立基于納米光效應(yīng)傳感器件，用于環(huán)境中多種污染物檢測的評價體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，期望在人體健康預(yù)警可視化分析檢測方面取得新進(jìn)展。