随着公众对食品安全和环境健康关注度的持续升高，如何实现高效、快速、精准地检测农药残留已成为当下的研究热点。近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所能源材料与器件制造研究部蒋长龙研究员团队在实时可视化菊酯类农药检测上取得了重大突破，研发了超分子荧光探针，实现了液相和气相菊酯类农药的实时同步可视化检测。相关研究成果以“Supramolecular Fluorescence Probe for Rapid Visual Detection of Pyrethroid and Composite Aerogel as Pyrethroid vapor Sensor”为题发表在发表在国际分析领域TOP期刊 Analytical Chemistry (Anal. Chem. 2025, DOI: 10.1021/acs.analchem.5c02399) 上。

    菊酯类农药常用于蔬果、茶叶等农产品的杀虫防控。虽然其具有高效低毒的优点，但过量或长期接触仍可能对人体造成严重伤害，引发如头痛、恶心、肌肉无力等健康问题。传统的农残检测方法，如高效液相色谱，虽然精准，但操作复杂、仪器昂贵，不适用于农业现场或家庭快速检测。为解决这一难题，研究团队设计了一种由黄酮类荧光染料（AFL）与白蛋白（ALB）复合而成的超分子荧光探针 AFL@ALB。该探针会与菊酯类农药分子发生分子间相互作用，导致超分子荧光探针周围微环境极性改变，使得荧光颜色由黄色变为绿色，且整个变化过程仅需10秒，肉眼即可观察。研究表明，该探针在0–72 μM浓度范围内具有出色的线性响应，检测限可达1.0773 μM，远低于欧盟对茶叶等农产品农药残留限值。

    研究人员进一步开发了一套基于智能手机的便携式菊酯农药检测系统，只需使用手机拍摄探针溶液或试纸荧光照片，通过配套APP识别RGB值，就可实现菊酯农药的快速定量检测。这一检测系统不仅成本低、操作简单，而且无需专业设备支持，适合家庭、农贸市场等非实验室场景应用。

    此外，菊酯类农药不仅存在于液态残留中，还会挥发为气体，潜藏在环境中危害人体健康，如蚊香释放的气相菊酯。然而，目前针对农药气态残留的检测手段非常有限。为此，研究人员创新性地将AFL@ALB探针与高吸附性能的普鲁士蓝/纳米纤维素气凝胶（PBA/CNF）结合，研制出可实时可视化监测气相菊酯类农药的新型荧光气凝胶传感器PBA/CNF+AFL@ALB。通过模拟蚊香中菊酯的释放，实验验证了该传感器可实现气相菊酯农药的高效捕集与可视化识别，检测限低至1.7378 μM。

    该研究为菊酯类农药残留的快速筛查、可视化定量和现场检测开辟了新路径。相关工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、安徽省自然科学基金的支持。

    文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.5c02399