一种双发射CD@AuNCs荧光传感器，用于检测食品中的卡巴肼（Carbaryl）

《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》：A dual-emission CD@AuNCs fluorescent sensor for Carbaryl detection in food

农药残留检测中，CD@AuNCs纳米材料通过AIE效应实现卡巴普比率荧光检测，线性范围1-100 mg/kg，检测限0.95 mg/kg（低于国标5 mg/kg），经实际食品样本验证，方法灵敏稳定，适用于食品安全监测。

　　Carbaryl 是一种广泛使用的广谱有机磷类杀虫剂，因其高效性和低毒性而被应用于农业、茶叶种植等领域。然而，其残留物在食物中的存在对食品安全构成了严重威胁。随着人们对健康和环境问题的关注日益增加，开发一种高效、快速且高选择性的检测方法成为当务之急。当前，传统检测技术如气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）和酶联免疫吸附测定（ELISA）虽然具有较高的检测灵敏度和准确性，但其操作复杂、设备昂贵，且需要专业人员，难以满足实际应用中对快速检测的需求。因此，寻找一种简便、直接且具有高选择性的检测方法显得尤为重要。

近年来，基于纳米材料的荧光传感器因其响应速度快、操作简便、灵敏度高和信号监测直观等优点，成为检测农药残留的有力工具。其中，荧光纳米金属簇（FNMNs）因其特殊的光学特性，已被用于实现对特定目标分子的精准检测。例如，Ying 研究团队利用牛血清白蛋白（BSA）作为基底，制备了红光发射的金纳米簇（BSA-AuNCs），并成功用于检测汞离子（Hg2?）。同时，碳量子点（CQDs）因其优异的荧光性能、良好的光稳定性以及较低的毒性和良好的生物相容性，被广泛应用于荧光检测领域。CQDs 可以作为荧光探针，通过与目标分子的相互作用（如静电、共价或疏水作用）实现其荧光强度的调控，从而用于背景信号的比值荧光检测。

为了提高检测方法的稳定性和选择性，研究人员开始探索基于复合纳米材料的比值荧光传感器。这种传感器通过检测两种或多种独立的荧光信号，能够反映不同荧光探针之间的相互作用，从而减少外界因素对检测结果的影响。相比于单一纳米材料构建的传感器，复合纳米材料能够提供更丰富的信号模式，提高信号与噪声的比值，进而增强检测的灵敏度和可靠性。因此，比值荧光检测技术在农药残留分析中展现出广阔的应用前景。

本研究的创新点在于提出了一种独特的“开启”型比值荧光检测机制。与以往报道的基于 CDs 和 Au 的系统主要依赖于不同的荧光猝灭路径（如内滤效应 IFE 和聚集猝灭 ACQ）不同，本研究中开发的平台在与 Carbaryl 特异性结合时表现出明显的聚集诱导发光增强（AIE）效应。这种结合方式不仅提高了检测的可靠性，还增强了其选择性，使传感器能够在复杂样品中准确识别 Carbaryl。通过系统比较，可以清晰地看出本研究与以往系统的信号模式、检测机制和选择性之间的差异，具体信息见附表 S1。

在本研究中，通过一种简单且绿色的方法成功合成了具有双发射特性的 CD@AuNCs 纳米杂化材料。该材料在 300 nm 激发下表现出两个发射峰，分别位于 340 nm 和 400 nm。当引入 Carbaryl 后，340 nm 处的发射强度显著增强，这种增强效应源于 CDs 的静态吸附和 AuNCs 的 AIE 机制。该策略不仅提高了检测的灵敏度，还实现了对 Carbaryl 的准确定量，为现场检测农药残留提供了一种高效的方法。

在实验过程中，为了确认 CD@AuNCs 的成功合成，研究人员采用了多种表征手段，包括傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X 射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）。通过这些手段，可以分析材料的光谱吸收特性、形态和粒径分布。研究发现，CD@AuNCs 具有球形结构，其 C-N 拉伸振动频率发生了明显偏移，同时其元素组成包括碳、氧、氮、硼、硫和金。这些结果充分证明了 CD@AuNCs 的成功合成，并为其后续的性能评估奠定了基础。

为了验证该检测方法的实用性，研究人员进行了实际食品样品的回收实验，并将实验结果与液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析的结果进行了对比。实验结果表明，该方法在实际样品中具有良好的回收率和准确性，能够满足食品安全监测的需求。此外，该方法具有良好的稳定性，能够在多种食品基质中实现对 Carbaryl 的有效检测。因此，该比值荧光检测方法不仅具有较高的灵敏度和选择性，还具备良好的应用前景，特别是在农药残留分析和食品安全监测领域。

本研究的检测方法在操作过程中展现出显著的优势。首先，该方法无需复杂的样品前处理步骤，简化了检测流程。其次，其检测过程完全依赖于荧光信号的变化，无需额外的化学试剂或昂贵的仪器，降低了检测成本。同时，该方法能够在常温下快速完成检测，提高了检测效率。此外，由于其信号模式基于比值荧光，因此在不同环境因素影响下仍能保持较高的检测准确性，避免了单一荧光信号可能因环境变化而产生的偏差。

为了进一步验证该检测方法的可靠性，研究人员对不同食品基质中的 Carbaryl 残留进行了系统检测。实验结果显示，该方法在苹果、梨、茶叶、菊花和土壤等样品中均表现出良好的检测性能。这表明，该检测方法不仅适用于单一类型的食品，还能够扩展至多种复杂的食品基质中。此外，该方法在实际应用中展现出较高的抗干扰能力，能够在存在其他干扰物质的情况下仍能准确检测 Carbaryl。这种特性对于实际食品检测尤为重要，因为食品样品中常常含有多种成分，可能对检测结果产生干扰。

在实际应用中，该比值荧光检测方法能够满足对农药残留快速检测的需求。传统的农药残留检测方法通常需要较长时间的样品前处理和复杂的仪器操作，而该方法能够在短时间内完成检测，提高了检测效率。此外，该方法不需要复杂的仪器设备，使得检测过程更加简便，适用于现场快速检测。因此，该方法不仅能够提高食品安全监测的效率，还能够降低检测成本，为农药残留的实时监控提供了一种可行的解决方案。

综上所述，本研究开发了一种基于 CD@AuNCs 纳米杂化材料的比值荧光检测方法，该方法在检测 Carbaryl 时表现出良好的灵敏度、选择性和稳定性。通过系统实验验证，该方法在实际食品样品中具有较高的回收率和准确性，能够满足食品安全监测的需求。同时，该方法的操作简便，适用于现场快速检测，为农药残留的实时监控提供了一种高效、可靠的技术手段。未来，该方法有望在更多食品基质中得到应用，为食品安全和农药残留分析提供更全面的检测支持。