《Journal of Environmental Chemical Engineering》:A Multifunctional Reversible Fluorescent Fe3? Ensemble Based on a Dansyl–Indole Architecture for Turn-On Glyphosate Monitoring in Agricultural Crops and Food Samples
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摘要草甘膦是全世界使用最广泛的除草剂之一,由于其持久性以及对生态系统和人类健康的潜在不利影响,其广泛应用引发了重大的环境和食品安全担忧。设计并合成了一种结合柔性连接体的新型丹磺酰 - 吲哚荧光探针,用于在 pH 7.4 缓冲介质中选择性识别金属离子。在所研究的金属离子中,该探
摘要
草甘膦是全世界使用最广泛的除草剂之一,由于其持久性以及对生态系统和人类健康的潜在不利影响,其广泛应用引发了重大的环境和食品安全担忧。设计并合成了一种结合柔性连接体的新型丹磺酰 - 吲哚荧光探针,用于在 pH 7.4 缓冲介质中选择性识别金属离子。在所研究的金属离子中,该探针由于与 Fe3? 的强配位作用,表现出对 Fe3? 的高度选择性荧光响应,结合常数为 5.26 × 10? M?1。基于这种相互作用,相应的 Probe-Fe3? 复合物被开发为用于草甘膦检测的荧光“开启”平台。传感机制涉及草甘膦优先与 Fe3? 配位,随后导致 Probe-Fe3? 复合物脱金属并恢复荧光,通过紫外 - 可见吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命测量、FT-IR、1H NMR 分析得到了综合确认。Probe-Fe3? 复合物实现了高灵敏度的草甘膦检测,检测限为 18.5 nM,且对结构相关的干扰物具有优异的选择性。该传感平台的实际应用通过加标农业食品、水和土壤样本的分析进行,回收率为 95-102%,相对标准偏差低于 3%。此外,基于纸基的传感设备结合定量 RGB 图像分析,实现了对 Fe3? 和草甘膦的快速视觉检测,展示了这种便携式传感平台在现场环境监测和食品安全应用中的潜力。
章节摘要
引言
N-(膦酰甲基)甘氨酸,通常称为草甘膦,是一种非选择性除草剂,在世界各地的农业中广泛应用。20 世纪 70 年代引入的除草剂草甘膦用于通过抑制植物体内的关键酶途径来控制不需要的杂草和阔叶杂草。[1] 草甘膦的四个可电离酸性质子 (pKa ≈ 0.8, 2.2, 5.4, 和 10.1) 使其具有高度水溶性。[2] 在印度,其应用被官方限制在茶叶
材料与方法
本研究中使用的所有材料均从知名供应商处购买,且无需进一步纯化即可使用。丹磺酰氯 (≥99%)、吲哚 -3- 乙酸 (≥98%) 和 N-(2-氨基乙基)-N-甲基乙烷 -1,2-二胺 (≥98%) 购自 Sigma-Aldrich (Merck, 印度)。Ag?、Cd2?、Co2?、Fe3?、Cu2?、Hg2?、Ni2?、Pb2?、Al3?、Cr3? 和 Zn2? 的金属盐(分析试剂级)购自印度 Sisco Research Laboratories (SRL)。草甘膦、氰戊菊酯、吡虫啉、噻虫酰胺,
探针的设计与合成
对于使用有机探针进行金属离子的荧光检测,分子骨架应具有多个位置适当的结合位点,以促进有效的金属配位,并在结合时形成稳定的复合物几何结构。[22] 金属离子识别的选择性受供体原子性质的强烈影响,遵循硬软酸碱 (HSAB) 原理,其中硬金属中心优先与硬供体原子结合,
结论
总之,我们成功开发了一种新型丹磺酰 - 吲哚荧光探针 (Probe 1) 及其相应的 Fe3? 复合物 (Probe 1–Fe3?),用于在 pH 7.4 缓冲液中选择性检测 Fe3? 和草甘膦。Probe 1 通过强金属配位表现出对 Fe3? 的选择性荧光“关闭”响应,而 Probe 1–Fe3? 整体表现出对草甘膦的荧光“开启”响应。使用 1H NMR、FTIR 光谱和
CRediT 作者贡献声明
Sourav Mondal: 写作 – 初稿,可视化,验证,方法论,调查。Nilanjan Dey: 写作 – 审查与编辑,监督,项目管理,资金获取,概念化。
利益冲突声明
作者声明,他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系,这可能影响本文中报告的工作。
Sourav Mondal|Nilanjan Dey
化学系,Birla 科学与技术研究所,Pilani。海德拉巴,泰伦加纳 50078,印度