10-甲基-3-硝基-吖啶酮結(jié)合金膠構(gòu)建熒光傳感器用于噻菌靈的檢測(cè)

鄭 荔，江信健，陳枝華，王友強(qiáng)，陳則通，張 靜，謝勇平

(1.福州出入境檢驗(yàn)檢疫局，福建福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院化學(xué)生物系，福建福州 350002)

?

10-甲基-3-硝基-吖啶酮結(jié)合金膠構(gòu)建熒光傳感器用于噻菌靈的檢測(cè)

鄭 荔1，江信健1，陳枝華1，王友強(qiáng)1，陳則通1，張 靜2，謝勇平2

(1.福州出入境檢驗(yàn)檢疫局，福建福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院化學(xué)生物系，福建福州 350002)

[目的]探討一種測(cè)定噻菌靈的熒光傳感新方法。[方法]通過10-甲基-3-硝基-吖啶酮(MAT)結(jié)合金膠構(gòu)建熒光傳感器建立了噻菌靈的熒光傳感檢測(cè)方法。[結(jié)果]在選定的試驗(yàn)條件下，噻菌靈熒光強(qiáng)度的恢復(fù)值與噻菌靈的濃度在500 nmol/L至8.0 μmol/L范圍內(nèi)成良好的線性關(guān)系，檢測(cè)限為60 nmol/L。[結(jié)論]該方法簡(jiǎn)便、快速、靈敏，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

噻菌靈；熒光；金膠；MAT

噻菌靈(TBZ)屬苯并咪唑類殺菌劑，是高效、低毒和廣譜的內(nèi)吸性殺菌劑，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用，也常用作竹木產(chǎn)品的防霉劑。因此，TBZ常在農(nóng)產(chǎn)品及竹木產(chǎn)品中殘留，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人類健康。隨著對(duì)外貿(mào)易的增加，各國(guó)對(duì)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品及竹木產(chǎn)品的技術(shù)壁壘越來越苛刻。國(guó)內(nèi)外對(duì)噻菌靈等苯并咪唑類殺菌劑的殘留量十分重視，并制定了其殘留限量標(biāo)準(zhǔn)，最低殘留限量達(dá)0.05 mg/kg(即2.485 μmol/L)[1]。目前TBZ的測(cè)定方法主要有色譜和質(zhì)譜聯(lián)用法[2-8]等，但該類方法儀器昂貴，操作復(fù)雜。因此，研究一種更簡(jiǎn)便可靠的TBZ檢測(cè)新方法十分必要。為此，筆者通過MAT結(jié)合金膠構(gòu)建熒光傳感器建立了一種測(cè)定TBZ的熒光傳感新方法，旨在為苯并咪唑類殺菌劑的殘留量測(cè)定提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1儀器。Cary Eclipse熒光光譜儀(安捷倫科技有限公司)；1 cm石英比色皿；pHS-3B型精密酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠)；超純水系統(tǒng)(Millipore Milli-Q)。

1.1.2試劑。40 nm納米金(百靈威科技有限公司)。MAT(自制合成[9])的表征數(shù)據(jù)如下：C，66.22%；H，4.12%；N，11.02%(計(jì)算值：C，66.14%；H，3.94%；N，11.02%)；IR(KBr)ν：2970，2860(υCH3)，1584(υC-C)，1650(υCC)，1380(υC-NO2)。MS：m/z255([M+1]+)。1H NMR(CDCl3，δ)7.82(d，ArH)，7.64(s，ArH)，7.62(t，ArH)，7.48(d，ArH)，6.92(d，ArH)，6.76(t，ArH)，6.50(d，ArH)，2.72(m，CH3)。噻菌靈標(biāo)準(zhǔn)品(含量99.0%)為Dr.Ehrenstorfer GmbH產(chǎn)品。其他試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1噻菌靈標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。稱取0.005 0 g噻菌靈標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇溶解轉(zhuǎn)移至25 ml容量瓶中，定容，即配制成1×10-3mol/L噻菌靈母液。臨用時(shí)，再用相應(yīng)緩沖液稀釋至所需濃度。

1.2.2試驗(yàn)方法。將MAT用水稀釋至1×10-3mol/L，而后用PBS(pH7.5)稀釋至5×10-5mol/L，從中吸取1 ml于1 cm比色皿中，加入100 μl納米金和100 μl一系列濃度的噻菌靈。在440 nm激發(fā)波長(zhǎng)下，于460～580 nm范圍內(nèi)掃描熒光光譜。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測(cè)原理檢測(cè)機(jī)理是將MAT結(jié)合金膠作為熒光信號(hào)傳感元件，構(gòu)建用于TBZ檢測(cè)的熒光傳感器。在一定條件下，MAT與納米金通過靜電作用結(jié)合在一起，發(fā)生FRET，使MAT的發(fā)光猝滅(熒光關(guān))。在噻菌靈存在情況下，噻菌靈通過金巰鍵與金膠發(fā)生共價(jià)結(jié)合，形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而減弱了金膠與MAT之間的結(jié)合能力，使MAT游離，體系熒光恢復(fù)(熒光開)。利用MAT在納米金和TBZ存在下的熒光“關(guān)開”性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)TBZ的特異靈敏檢測(cè)(圖1)。

2.2 光譜法驗(yàn)證傳感方法的可行性由圖2所示，納米金在可見光區(qū)有一個(gè)強(qiáng)的表面等離子體吸收帶(λmax=521 nm，曲線a)，MAT的最大發(fā)射波長(zhǎng)是500 nm(曲線b)，接近納米金的最大吸收波長(zhǎng)，且MAT的激發(fā)光譜與納米金的吸收光譜也有部分重疊，所以當(dāng)MAT與納米金共存時(shí)，會(huì)發(fā)生能量共振轉(zhuǎn)移，使MAT的熒光猝滅。用熒光法驗(yàn)證傳感器的可行性。結(jié)果如圖3所示，MAT在λ=500 nm發(fā)出較強(qiáng)的熒光(曲線c)，加入納米金后，由于納米金與MAT的相互作用，從而發(fā)生能量共振轉(zhuǎn)移，熒光猝滅(曲線a)。在TBZ存在下，TBZ與納米金發(fā)生共價(jià)結(jié)合，形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而減弱了納米金與MAT之間的猝滅作用，使DSA的熒光增強(qiáng)(曲線b)。據(jù)此擬定了測(cè)定TBZ的新方法，試驗(yàn)證明該方法是可行的。

2.3 傳感方法的性能研究

2.3.1檢測(cè)條件優(yōu)化。首先，考察不同pH對(duì)體系熒光增強(qiáng)△F的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在pH小于7.5和大于7.5時(shí)熒光恢復(fù)效果不明顯，在pH為7.5時(shí)熒光恢復(fù)效果最好。因此，選擇最佳pH為7.5。

其次，考察了MAT溶液濃度變化對(duì)體系熒光增強(qiáng)△F的影響，MAT溶液濃度從0.1 μmol/L變化到0.1 mmol/L。試驗(yàn)證明當(dāng)體系中的MAT濃度為50.0 μmol/L時(shí)，熒光增強(qiáng)程度最大且處于一個(gè)較穩(wěn)定的狀態(tài)。因而選取體系中MAT溶液的濃度為50.0 μmol/L。還考察了結(jié)合時(shí)間對(duì)檢測(cè)體系的影響，結(jié)果表明納米金、MAT、TBZ共存時(shí)，MAT的熒光強(qiáng)度靜置20 min后達(dá)到最大值且基本穩(wěn)定，所以選擇靜置時(shí)間為20 min。

2.3.2TBZ線性范圍。最佳條件下，對(duì)一系列濃度的TBZ進(jìn)行定量檢測(cè)，觀察熒光強(qiáng)度變化。結(jié)果表明，隨著TBZ濃度不斷增加，MAT熒光強(qiáng)度也隨之增大，在500 nmol/L至8.0 μmol/L范圍內(nèi)，MAT熒光強(qiáng)度恢復(fù)值與TBZ濃度成良好的線性關(guān)系(圖4和圖5)，回歸方程為：△F=227.52 log(C)-559.71，r=0.992 1。檢測(cè)限達(dá)到60 nmol/L。

2.3.3抗干擾試驗(yàn)。考察了常見的金屬離子K+、Na+、Mg2+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Hg2+、Al3+、Fe3+、Td3+、Cr3+等對(duì)MAT熒光強(qiáng)度的影響程度。結(jié)果表明，F(xiàn)e3+對(duì)MAT的熒光猝滅效果較明顯，其他離子影響不明顯。因此，F(xiàn)e3+對(duì)MAT熒光強(qiáng)度有干擾，可加入掩蔽劑如EDTA消除Fe3+的干擾。

3 結(jié)論

由于試驗(yàn)構(gòu)建的熒光傳感新方法使用的是非標(biāo)記型檢測(cè)技術(shù)，無(wú)需繁雜的標(biāo)記過程，極大減少了測(cè)試成本，消除了對(duì)于質(zhì)譜等昂貴儀器的需要。此外，與目前常用的方法相比，該檢測(cè)方法靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)速度快且無(wú)需表面修飾，操作更加簡(jiǎn)便，表現(xiàn)了重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

[1] 唐月新.現(xiàn)行有效國(guó)內(nèi)外食品中農(nóng)獸藥殘留限量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

[2] PROUSALLS K P，POLYGENIS D A，SYROKOU A，et al.Determination of carbendazim，thiabendazole，and ophenylphenol residues in lemons by HPLC following sample clean-up by ion-pairing[J].Analytical and Bioanalytical Chemistry，2004，379(3)：458-463.

[3] 劉曉松，童張法，鄭玲，等.固相萃取-高效液相色譜法同時(shí)測(cè)定噻菌靈和多菌靈在濃縮菠蘿汁中的殘留量[J].分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，23(3)：311-314.

[4] 胡彥學(xué)，楊秀敏，王志，等.固相微萃取-高效液相色譜-熒光檢測(cè)法測(cè)定番茄中的多菌靈和噻菌靈[J].色譜，2005，23(6)：581-584.

[5] GRUJIC S，RADISIC M，VASILJEVIC T.Determination of carbendazim residues in fruit juices by liquid chromatography-tandem mass spectrometry [J].Food Additives and Contaminants，2005，22(11)：1132-1137.

[6] OREA J M，BESCOS B，MONTERO C，et al.Analysis of carbendazim in agricultural samples by laser desorption and REMPI time-of- flight mass spectrometry[J].Analytical Chemistry，1998，70(3)：491-497.

[7] TJAN G H，JANSEN J T.Gas-liquid chromatographic determination of thiabendazole and methyl 2-benzimidazole carbamate in fruits and crops[J].Journal of the Association of Official Analytical Chemists，1979，62(4)：769-773.

[8] 吳永江，朱煒，程翼宇.液-質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定石斛和西洋參及制劑中多菌靈殘留[J].分析化學(xué)，2006，34(2)：235-238.

[9] CHEN J H，ZHANG X，CAI S X，et al.Label-free electrochemical biosensor using home-made 10-methyl-3-nitro-acridone as indicator for picomolar detection of nuclear factor kappaB[J].Biosensors and Bioelectronics，2014，53：12-17.

10-methyl-3-nitro-acridone Combined Gold Nanoparticles to Build a Fluorescence Sensor for the Detection of Thiabendazole

ZHENG Li, JIANG Xin-jian, CHEN Zhi-hua et al

(Fuzhou Entry-exit Inspection & Quarantine Bureau of the People’s Republic of China, Fuzhou, Fujian 350002)

[Objective] The aim was to explore a fluorescence sensor for the detection of Thiabendazole. [Method] A new fluorescence sensor method for the detection of Thiabendazole was established by combining 10-methyl-3-nitro-acridone (MAT) and gold nanoparticles. [Result] Under the optimal conditions, the recovery value of the fluorescence intensity showed a good linear relationship with the concentration of Thiabendazole from 500 nmol/L to 8.0 μmol/L, and the detection limit was 60 nmol/L. [Conclusion] The method is simple, fast and sensitive, so it has important practical application value.

Thiabendazole; Fluorescence; Gold nanoparticles; MAT

福建省福州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2012-S-148)。

鄭荔(1979- )，女，福建福州人，碩士，從事植物檢疫研究。

2014-12-11

S 482.2

A

0517-6611(2015)04-131-03