有機磷農殘光電傳感分析研究取得進展

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近日，中國熱帶農業科學院傳感與光電檢測技術研究團隊在多孔框架的分析功能化調控及有機磷光電化學傳感分析研究中取得重要突破，成功揭示了多中心金屬有機框架對有機磷結構的親和機制，為農產品和產地環境中有機磷殘留的傳感分析平臺構建提供新的思路。該研究成果發表于Chemical Engineering Journal。

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基于雙功能多中心親和MOF/MXene異質結構建樂果光電傳感器示意圖    中國熱帶農業科學院供圖

有機磷農藥（OPs）因其藥效高、廣譜抗蟲活性被廣泛用于控制水果和蔬菜害蟲。但有機磷農藥會對中樞神經系統造成不可逆損傷，長期使用有機磷化合物會通過污染環境介質（如水、食物和土壤等）嚴重影響人體健康。因此，研究有機磷農藥的快速和可靠的檢測方法具有重要意義。

團隊受天然有機磷水解酶的啟發，以四羧基苯基卟啉鋅作為有機配體制備了多金屬中心的光活性金屬有機框架（MOF）。通過量子化學證明了制備的光活性金屬有機框架中鋯及鋅金屬中心可以與有機磷形成橋連結構，從而實現對有機磷結構的特異性親和，這種全新的多中心親和機制為有機磷農藥殘留的傳感識別提供了新途徑。團隊進一步通過耦合金屬有機框架與Nb4C3形成肖特基結，協同分子印跡技術開發了一種新的多中心親和光電傳感策略。金屬有機框架不僅作為光電信號發生中心，同時其金屬中心位點（Zn（II）、Zr（IV））與分子印跡的空間匹配協同確保了有機磷結構的精準捕獲。

團隊最后以多巴胺為電子供體和界面探針，構建了一個痕量有機磷光電化學傳感器，用于檢測農產品和環境水樣中的樂果。這種策略也可推廣于其他有機磷結構檢測中，這為有機磷殘留的傳感分析平臺構建提供新的思路。