基于铜封端金属有机框架纳米系统的聚集诱导发光技术实现作物中二嗪磷的高灵敏检测与生物累积监测

针对有机磷农药二嗪磷（diazinon）残留引发的环境与食品安全问题，研究人员开发了一种基于Cu(II)封端的聚集诱导发光金属有机框架（AIE-MOF）纳米传感器。该技术通过二嗪磷抑制谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活性，调控Cu(II)/GSH氧化还原反应，触发AIEgens释放并形成荧光聚集体，实现0.14?ng?mL?1的高灵敏度检测，成功应用于水稻生物累积监测，为农药残留分析提供了创新方法。

　　

在现代农业中，有机磷农药（OPs）如二嗪磷（diazinon）因其高效广谱的特性被广泛使用，但其环境持久性和潜在毒性引发了严重的安全隐患。世界卫生组织将其列为中等危害II类化合物，传统检测方法如色谱-质谱联用技术虽可靠，但成本高、耗时长，难以满足现场快速检测需求。荧光分析技术因其高灵敏度、低成本等优势成为研究热点，但传统荧光探针常面临选择性不足的挑战。

南京农业大学的科研团队在《Food Chemistry》发表了一项突破性研究，通过设计铜封端的金属有机框架（MOF）纳米系统，将聚集诱导发光（AIE）特性与农药靶向识别相结合，实现了二嗪磷的高选择性检测。研究人员以Cu(II)为金属中心，AIEgen配体H₄TCPE构建了荧光传感器Cu-TCPE。该系统的核心创新在于利用二嗪磷抑制GPx活性的特性，阻断谷胱甘肽（GSH）的氧化消耗，从而调控Cu(II)/GSH的氧化还原平衡，触发AIEgens从MOF中释放并形成强荧光聚集体。

关键技术方法
研究采用溶剂热法合成Cu-TCPE，通过透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）表征其形貌与晶体结构；利用动态光散射（DLS）测定纳米颗粒尺寸；通过荧光光谱分析系统评估二嗪磷浓度与荧光强度的定量关系，并在实际水稻样本中验证生物累积监测效果。

研究结果

1. Cu-TCPE表征：TEM显示材料呈纺锤形（直径~390?nm），XRD证实其晶体结构，荧光猝灭效率达92.3%。
2. 检测机制：二嗪通过抑制GPx使GSH积累，还原Cu(II)为Cu(I)，释放AIEgens并形成荧光聚集体，信号增强15倍。
3. 实际应用：在加标大米样本中回收率为92.1%-106.3%，检测限低至0.14?ng?mL^?1，成功追踪水稻根系对二嗪磷的富集动态。

结论与意义
该研究首次将AIE-MOF传感器应用于农药生物累积监测，通过“框架坍塌-荧光恢复”的级联信号放大策略，实现了从分子识别到宏观检测的跨越。其创新性在于将酶抑制效应转化为可编程的荧光信号，为食品安全和环境污染防控提供了高灵敏、低成本的分析工具。未来可拓展至其他OPs检测，推动智能传感技术在农业领域的应用。