基于金属有机框架(MOF)驱动的荧光纸传感器在茶叶中草甘膦的可视化快速检测

本文创新性地开发了一种基于金属有机框架(MOF)荧光调控机制的便携式纸基检测平台(Y-R膜)，通过将MnMOF与黄色碳点(Y-CDs)共固定在聚偏氟乙烯(PVDF)膜上，实现了茶叶中草甘膦(Glyp)的非酶快速检测。该平台利用碱处理UiO-66衍生的ZrOx-OH调控Mn3+/Mn2+氧化还原反应触发红色荧光，通过草甘膦羧基竞争结合实现浓度依赖性荧光猝灭，结合RGB分析可在15分钟内完成检测(LOD=0.06 μg/mL)，为农产品安全现场筛查提供了新型竞争反应传感策略。

　　

亮点

本研究突破传统酶法检测局限，构建了首个基于MOF驱动荧光转换机制的草甘膦可视化检测系统。碱处理UiO-66表面富集的羟基(ZrOx-OH)如同"分子开关"，通过调控Mn³⁺/Mn²+氧化还原循环激活红色荧光，而草甘膦分子则像"开关破坏者"通过羧基竞争结合阻断该过程，使荧光颜色从红变黄。这种"锁钥竞争"机制赋予传感器超高特异性，即使面对茶叶复杂基质仍保持96-103.4%的回收率。

材料与试剂

实验采用哌嗪、均苯三甲酸等常规试剂（购自阿拉丁），TCPP配体与Mn(OAc)₃·2H₂O作为MnMOF合成前驱体。特别值得注意的是，碱处理后的UiO-66表面如同长满"分子触手"的纳米球，其高密度羟基为后续竞争结合奠定基础。

MnMOF表征

扫描电镜显示MnMOF呈规则纳米棒状（长296.1±33.9 nm，宽76.5±16.2 nm），XRD在37.7°、50.0°和60.3°出现特征峰，如同材料的"分子指纹"证实结构完整性。XPS分析揭示Mn²⁺/Mn³⁺氧化还原对的共存状态，这种"双价态舞动"正是荧光调控的核心。

结论

该传感器如同"分子变色龙"，通过荧光颜色变化实现草甘膦可视化检测。其创新性在于：① 用ZrOx-OH替代传统酶，克服了酶易失活缺陷；② 竞争结合机制比抗体更稳定；③ 纸质平台使检测成本从实验室级降至"咖啡杯价格"。未来可通过优化MOF孔径进一步提升对茶叶中微量残留的捕获能力。

第二个结论

本研究为农药残留检测开辟了新范式——将金属有机框架的"智能响应"特性与纸基平台的"平民化"优势完美融合。这种"纳米侦探"不仅能用于茶叶，稍加改造即可拓展至其他农产品，为食品安全监测提供普适性解决方案。