哒嗪硫磷(pyridaphenthion)是一种广泛应用于水稻、果蔬等作物的有机磷类的光谱杀虫杀螨剂。哒嗪硫磷在田间极易随着水流进入河流溪涧,造成地表水污染。并且施药区域周边的水道中,哒嗪硫磷的的浓度短时间内显著升高,造成的环境胁迫不可忽视。此外,吡啶磷的高神经毒性,对害虫、水生生物甚至人类健康造成潜在威胁。然而,现有的针对哒嗪硫磷的传感检测较少。
【文章内容概要】
近日,南京农业大学刘金彤团队在Environmental Chemistry and Ecotoxicology期刊上发表了题为“Target-tunable colorimetric sensor array based with mixed-valence cerium-centered metal-organic framework nanozyme for on-site sensitive detection of pyridaphenthion bioaccumulation in crops”的研究论文。该研究通过靶标哒嗪硫磷调控酸性磷酸酶(ACP)活性成功实现铈基金属有机框架(CeMOF)纳米酶的类过氧化物酶活性,并借助3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)显色剂和智能手机,构建智能传感平台检测作物中的哒嗪硫磷。
图1(A)CeMOF合成过程示意图。(B)基于哒嗪硫磷调控的CeMOF类过氧化物酶活性检测水稻中哒嗪硫磷残留的原理。(C)结合智能手机实现哒嗪硫磷现场可视化分析的应用展示。
研究发现,原位部分氧化法合成得到的CeMOF具有类过氧化物酶(POD-like)活性,可以在H2O2的存在下,氧化无色的TMB为蓝色的oxTMB。CeMOF的POD-like活性受到抗坏血酸(AA)的调控。传感平台的构建基于ACP水解L-抗坏血酸-2-磷酸酯(AAP)和哒嗪硫磷对ACP的抑制作用,成功实现了哒嗪硫磷调控CeMOF的POD-like活性和对哒嗪硫磷生物累积量的测定,检测限达0.099 ng·mL⁻¹。此外,oxTMB的蓝色在视觉上可见,借助智能手机的图像采集和RGB分析,实现了对哒嗪硫磷的现场检测分析。
该研究首次利用MOF传感器监测哒嗪硫磷胁迫下水稻中吡啶磷的生物累积行为,为设计靶向触发式开关纳米酶指明了方向,也为农药残留现场监测提供了智能化高效解决方案。
【原文链接】
Guanghao Chen, Lin Zhou, Tingting Cai, Jiale Song, Jintong Liu, Hong Yang, 2026. Target-tunable colorimetric sensor array based with mixed-valence cerium-centered metal-organic framework nanozyme for on-site sensitive detection of pyridaphenthion bioaccumulation in crops,Environmental Chemistry and Ecotoxicology. 8,185-194.
【作者介绍】