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为解决传统检测方法不适用于毒死蜱现场检测及现有荧光传感器存在的问题，研究人员开展基于层层配体自组装金纳米团簇（L3-AuNCs）荧光传感器的研究。结果显示该传感器检测限低、线性范围广，在实际样品检测中回收率良好，为毒死蜱监测开辟新途径。
在农业、畜牧业和渔业领域，毒死蜱作为一种广泛使用的有机磷农药（OP），通过抑制神经系统中至关重要的乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性来防治病虫害。然而，长期过量使用毒死蜱，导致水源和农产品受到广泛污染，给非靶标生物和人类带来了急性和慢性的健康风险。过往研究表明，毒死蜱可引发细胞毒性、细胞凋亡、谷氨酸摄取紊乱、氧化应激以及表观遗传调控失调等问题 。因此，准确检测食品样本中的毒死蜱含量，对保障公众安全和维护生态平衡极为关键。一些国家和地区纷纷制定了农产品中毒死蜱的最大残留限量（MRLs），比如中国规定了豇豆、韭菜、芹菜和山药中毒死蜱的 MRLs，欧盟也有相应标准。
目前，传统的检测方法，像色谱法、色谱 - 质谱联用法以及酶联免疫吸附测定法，虽然在检测毒死蜱方面有效，但存在耗时久、操作流程复杂、依赖专业仪器设备等问题，并不适用于现场检测。基于 AChE 的传感器因成本低、操作简便、响应迅速，在毒死蜱现场监测中受到越来越多的关注。其中，荧光传感器以量子点、上转换纳米颗粒、金属有机框架和荧光微球等作为探针，弥补了比色传感器灵敏度低和电化学传感器电极修饰复杂的缺点，被认为是最具前景的检测工具。不过，现有荧光传感器仍存在一些问题，例如荧光淬灭主要由乙酰硫代胆碱（ATCH）的水解产物硫代胆碱（TCH）引起，未涉及乙酸（CH3COOH），导致信噪比低；在毒性、光致发光量子产率（PLQY）、稳定性和水溶性之间难以达到平衡；添加额外的淬灭剂或酶会降低传感器稳定性，增加操作步骤和成本。所以，研发一种具有高光致发光量子产率，能同时对 TCH 和 CH3COOH 做出响应的理想荧光探针意义重大。
在这样的背景下，国内研究人员开展了相关研究。研究人员提出了一种层层自组装保护金纳米团簇（AuNCs）的方法，使用水溶性的 6 - 氮杂 - 2 - 硫代胸腺嘧啶（ATT）、L - 精氨酸（Arg）和三甲基苯基铵（TMPA）制备出层层自组装三配体金纳米团簇（L3-AuNCs），并将其作为有机磷农药现场检测的荧光传感器。相关研究成果发表在《Food Chemistry》上。该研究为毒死蜱监测开辟了新途径，有望解决现有检测方法和传感器的不足，在保障食品安全和生态环境方面具有重要意义。
研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法有：通过光谱、飞秒瞬态吸收（femtosecond-TA）映射数据和全局拟合对 AuNCs 的光致发光特性、结构、稳定性和电子动力学进行表征；以毒死蜱为模型分析物，通过加标样品回收率测试和实际样品测定来评估基于 AuNCs 的荧光传感器的工作原理、灵敏度、特异性、准确性和实用性。
下面来看具体的研究结果：
- AuNCs 的制备与表征：研究人员选用水溶性的 ATT、Arg 和 TMPA 作为配体制备 AuNCs，以确保检测过程中识别或催化成分的活性。通过层层自组装方法制备出 L1-AuNCs、L2-AuNCs 和 L3-AuNCs，还展示了配体工程化 AuNCs 的组装过程和相互作用力。
- 荧光传感器性能研究：以毒死蜱为模型分析物评估基于 L3-AuNCs 的荧光传感器性能。结果显示，该传感器的检测限为 0.10 ng/mL?1，线性范围为 0.39 - 50 ng/mL?1。在加标的韭菜、豇豆、芹菜和山药样品中，平均回收率在 83.8% - 104.4% 之间。这表明该传感器灵敏度高、线性范围良好，在实际样品检测中具有较高的准确性。
- L3-AuNCs 的性能优势：研究制备的 L3-AuNCs 具有诸多优势。通过层层自组装的三配体分子工程策略，提高了 AuNCs 的表面刚性，抑制了低频内核振动，使得 L3-AuNCs 的绝对量子产率高达 28.34%。L3-AuNCs 发出亮绿色荧光，稳定性极佳，并且具备通过 AChE 活性监测有机磷农药的双响应传感能力。与现有传感器相比，该传感器无需外部淬灭剂。
研究结论表明，研究人员成功开发出一种基于层层自组装三配体金纳米团簇（L3-AuNCs）的荧光传感器用于毒死蜱的现场监测。这种传感器克服了传统检测方法和现有荧光传感器的一些缺点，具有高灵敏度、良好的线性范围和较高的回收率，在实际样品检测中表现出色。同时，L3-AuNCs 具有高量子产率、良好的稳定性和双响应传感能力，无需外部淬灭剂，简化了检测过程。该研究通过材料技术创新，为食品化学领域毒死蜱的监测开辟了新的道路，有助于实现对农产品中毒死蜱残留的快速、准确现场检测，对于保障食品安全和生态环境具有重要的现实意义。不过，研究也可能存在一定的局限性，比如在不同复杂环境下传感器的性能表现可能需要进一步研究，未来有望在此基础上开展更深入的研究，不断完善该检测技术，使其在实际应用中发挥更大的作用。
