荧光素离子探针对食品中百草枯的快速灵敏检测

彭绣坛1，诸葛怡婉1，陈鑫兰1，付海燕2，车思莹1,*，佘远斌1,*

（1. 浙江工业大学，浙江 杭州，310014；2. 中南民族大学，湖北 武汉，430074）

摘要：农残百草枯的检测对保障食品安全具有重要意义，其快速、现场检测仍然是一个挑战。针对百草枯的离子特性和贫-π吡啶体系，提出了“富集和检测”策略，通过静电吸引和π-π堆积双重作用，提高灵敏度；并利用探针的离子特性，避免纸条中聚集淬灭效应，开发纸基传感器以提高便携性。本文设计了一种高选择性的荧光素离子液体探针[Fluo][P66614]2，用于蔬果中的微量百草枯的荧光和比色双通道检测，检测限分别为64.0 nM和0.1 μM，并在水稻、小麦、茶叶等七种实际样品中，取得了98–103%的回收率。

关键词：农残检测，离子液体，荧光探针，静电富集，便携纸基

1 引言

百草枯（PQ），一种高效的季铵盐除草剂，广泛用于全球农业中的杂草控制，而百草枯对人体有剧毒，可能导致神经损伤、多器官衰竭，甚至死亡1-3。目前百草枯已被20多个国家禁止或者严格限制使用，但是有些不良厂商将百草枯混入其他农药，甚至换个商标、包装，继续卖百草枯4-5。由于这些风险，对食品中百草枯的严格监管具有重大意义。中国食品安全组织对百草枯设定了相关的残留限量（GB 2763-2021），例如，叶类蔬菜中最大剂量约为0.05 mg/kg，果肉中最大剂量约为0.01 mg/kg；此外，美国国家环境保护局（USEPA）规定的百草枯残留量限值为0.78 μM6-7。传统的分析检测方法，如气相色谱-质谱法8-9、液相色谱-质谱法9-10和电化学11-12等，往往需要昂贵的仪器、复杂的预处理或训练有素的技术人员，因此不适合低成本和现场分析。

近年来，离子液体探针具有结构高度可调、电荷效应、响应速度快等优点13-16，使其成为农残检测的光学传感器的潜力材料。鉴于百草枯的阳离子特性，利用静电吸引缩小探针和分析物百草枯之间的距离17-18，达到“富集”效果，以提高灵敏度和选择性。此外，由于百草枯的贫π-电子云共轭体系，容易与富含π电子的共轭体系发生π-π堆积和电子转移，所以百草枯通常可以猝灭传统染料的荧光19-21。此外，离子液体探针类似于一类不受聚集淬灭效应（ACQ）影响的电离染料，将荧光团的光学性质保留到固体上发生响应，避免了自猝灭等不利现象22-23。基于以上特性，提出了一种“先富集后检测”策略并选择荧光素作为信号基团，利用静电吸引和π-π堆积双重作用，提高了百草枯检测的灵敏度，并通过浸染法可以开发出便携式纸基，这种纸基实现了百草枯的现场和及时检测。