一种新型纸基化学发光系统可以对食品中的农药残留进行检测


前言


在过去的几十年里,杀虫剂在世界各地发挥着至关重要的作用。然而,它们现在存在不合理使用的情况。拟除虫菊酯是一种合成杀虫剂,已应用于许多领域来控制害虫。与其他类型的杀虫剂相比,它的特点是对目标物种的高选择性。自从对有机磷杀虫剂的农药销售实行限制以来,拟除虫菊酯成为许多消费者的替代选择,在这些消费者中,拟除虫菊酯的使用率显著增加,尤其是在以农业为基础的国家。溴氰菊酯(DM),(S)-α-氰基-3-苯氧基苄基-(1R)-顺式-3-(2,2-二溴乙烯基)-2,2-二甲基环丙烷羧酸酯,是一种有效的化学物质,属于第二类拟除虫菊酯。除了控制人类疾病载体外,它还被广泛用于保护农作物和鱼类免受各种寄生虫(如虱子、苍蝇和蜱)的侵害。尽管这种化学物质有其优点,但长期暴露在这种污染物的痕量环境中会导致多种环境和健康风险。它通过口服受污染的水和食物对社会造成危害。接触DM会导致活性氧的产生,从而导致肝功能障碍、蛋白质损伤和遗传毒性。


研究内容


苏丹卡布斯大学的研究人员开发了一种简便、可靠、灵敏的检测DM农药的方法。在这种方法中,GQDs已被用于农药的氯分析。它是使用安全的前体通过简单的绿色路线合成的。研究的主要目的是开发适合农药分析的廉价、环保的分析工具。应用的化学发光体系是基于多聚磷酸盐(PP)对GQDs-KMnO4化学发光信号的增强作用,GQDs-kmno 4可以产生两种不同波长的发射。在酸性环境下,高锰酸钾可以氧化GQDs,在其激发态产生GQDs*,导致其弛豫(490 nm)后发光。在该系统中检测不同来源的量子点,并使用最佳的量子点进行实验。此外,作为所开发的纸基化学发光系统的有用分析应用,它被用于检测作为危险化合物的DM。在DM的存在下,由于分析物消耗氧化剂和/或分析物与GQDs的相互作用,PP-GQDs-KMnO4的氯强度降低。


实验方法


使用AutoCAD 2018软件设计了一个纸架,并通过MiiCraft 125 3D打印机进行打印,以适应该工作中使用的纸张尺寸和设置。用切纸刀将色谱纸切成小方块(1cm ×1cm)。将一张纸放在纸架上,在那里一个接一个地添加氯试剂。使用微量移液管,将适当体积的每种试剂按以下顺序转移到纸上。纸架被直接放在一个黑盒子里的光电倍增管上面。对于定量测量,使用光电倍增管获得两种波长(490和695纳米)的总氯信号强度。使用C8855-01软件获得并处理数据。DM的测定是基于其对CL强度的猝灭作用,这是使用校准曲线进行的。

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基于PP-GQDs-KMnO4化学发光体系检测DM的示意图。

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用于DM检测的PAD-CL探针示意图。

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注射KMnO4后拟定化学发光系统的动力学曲线。

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在某些化合物存在的情况下,PP-GQDs-KMnO4体系的CL强度(δI)的变化;插图显示了在某些化合物存在下,PP-GQDs-KMnO4体系中的氯强度


结论


该研究介绍了一种用于DM检测的简便的聚合酶链反应方法,该方法无需使用昂贵的聚合酶链反应试剂就能提供足够的灵敏度。利用安全、廉价的前体,通过简单、绿色的路线成功地合成了GQDs,并用不同的技术对其进行了表征。它对PP-GQDs-KMnO4系统的氯离子发射有很高的放大作用。就获得的结果而言,由于使用少量试剂,该方法能够以最小的成本进行DM分析。结果表明,该方法适用于食品样品中干物质的测定。所开发的方法可被视为用于现场筛选目的的新分析检测系统,并可扩展至其他重要分析物。



https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.128927。

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