便携式智能手机辅助比率荧光传感器智能可视化检测孔雀石绿

我重点实验室岳晓月博士（第一作者）、白艳红教授（通讯）等在Food Chemistry 发表了题为“A portable smartphone-assisted ratiometric fluorescence sensor for intelligent and visual detection of malachite green”的研究成果。

发展智能、灵敏、快速的兽药残留检测技术是保障食品质量安全的现实需求。孔雀石绿(MG)因其潜在的致癌性和致畸性是最具毒性的兽药残留之一。尽管许多国家禁止在水产养殖和食品生产中使用MG，然而，由于抗菌性强、价格便宜和易获得，部分养殖户仍在非法使用。因此，需要建立一种快速、灵敏、可靠的方法监测MG的残留，以保障食品安全。基于智能快速检测方法的需求，本研究以Al-MOF/RhB为荧光探针，制备了一种灵敏的比率型荧光传感器。如图1所示，由于Al-MOF/RhB和MG之间的内滤效应(IFE)引起的比率猝灭，所设计的探针的荧光颜色呈现出从橙色逐渐到蓝色的广泛颜色变化。同时，开发了一种智能手机辅助的Al-MOF/RhB荧光试纸，作为一种便携式的MG智能可视化检测平台。通过计算不同图像的RGB值，可以通过设计的应用程序来测量浓度。所设计的应用程序的信号读出提供了一种可行的定量检测手段。

图1. 智能手机辅助的比率型荧光探针检测MG的示意图

图2. 当I₄₂₅ /I ₅₇₅调节为2:1、1:1、1:2、1:3、1:4时，红-绿-蓝(RGB)色度变化范围分析

图3. (A)荧光探针在不同浓度MG存在下的三维荧光发射光谱；(B) log[I₄₂₅/I₅₇₅]与MG浓度的线性关系。(C)在紫外灯(365nm)下，添加不同浓度MG后，Al-MOF/RhB溶液在荧光比色皿中的荧光颜色变化;(D)颜色变化(lnR)与MG浓度的拟合曲线

图4. (A)荧光试纸与不同浓度MG(0、10、20、30、40、50、70、90、100、150 μg mL^-1)孵育后，在365 nm紫外灯下的比率荧光图像;(B) lnR值与MG浓度(10~150 μg mL^-1)的关系图; (C)设计应用程序用于MG检测的原理图

本研究通过将便携式智能手机与比率荧光传感器相结合，成功开发了一种智能、灵敏、快速的MG检测方法。利用Al-MOF纳米片与RhB结合制备了比率型荧光传感器，基于IFE机制对MG进行可视化分析。该方法在MG检测方面具有以下吸引力的特点：(1)将Al-MOF纳米片与RhB按比例混合，作为MG识别单元，产生两种荧光响应信号；(2)对MG进行可视化检测，可以获得广泛连续的颜色变化，肉眼容易识别；(3)研制了便携式智能手机和无仪器便携式纸基分析装置，实现了MG的智能、灵敏检测。此外，提出的便携式智能手机辅助比率荧光传感器使MG的定量现场检测成为可能。该传感体系成功制备，并表现出良好的稳定性和选择性，表明，比率荧光传感器在食品安全监测中智能分析方面具有一定的应用潜力。

以上研究成果得到了国家自然科学基金青年基金（31801630）、河南省重大公益专项（201300110100）等资助支持。

原文链接： https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131164