Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Jiang Changlong vom Hefei Institute of Physical Science (HFIPS) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) hat ein neues Sensorsystem zum Nachweis von Carbendazim-Rückständen unter Verwendung von ultradünnem graphitischem Kohlenstoffnitrid (g-C3N4) vorgeschlagen. Nanoblätter und Rhodamin B (RB).
Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Analytische Chemie.
Carbendazim, ein weit verbreitetes Pestizid aus der Familie der Benzimidazole, wird in großem Umfang in der landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt. Da es in der Natur langsam abgebaut wird, könnten die Carbendazim-Rückstände leicht durch Atmung, Hautabsorption oder Einnahme in den Körper aufgenommen werden. Gegenwärtig sind die gängigen Analysemethoden zum Nachweis von Carbendazim-Rückständen noch auf Laborinstrumente und Immunoassay etc. beschränkt, was hohe Kosten, komplizierte Operationen und langwierige Bearbeitungen mit sich bringt. Es ist von großer Bedeutung, ein neues Verfahren zum Nachweis von Carbendazim mit hoher Empfindlichkeit und Selektivität zu entwickeln.
Das in dieser Studie entwickelte neuartige, durch photoinduzierten Elektronentransfer ausgelöste g-C3N4Rhodamin B-Sensorsystem wurde für den selektiven und visuellen quantitativen Nachweis von Carbendazim-Rückständen entwickelt.
Die Forscher fanden heraus, dass die Carbendazim-Moleküle durch π-π-Stapelung auf dem g-C3N4-Nanoblatt angereichert werden konnten, dann konnte die blau emittierende Fluoreszenz des g-C3N4-Nanoblatts durch photoinduzierten Elektronentransfer gelöscht werden, während die orangefarbene Fluoreszenz von RB unverändert blieb .
„Unser Sensor realisierte eine schnelle visuelle Reaktion auf Spuren von Carbendazim-Rückständen durch empfindliche Fluoreszenzänderungen von blau nach violett“, sagte Zhang Qianru, Erstautor der Studie. Die Nachweisgrenze liegt bei nur 5,89 nM, weit unter dem maximalen Rückstandsstandard.
Auf dieser Grundlage kann die vom Forschungsteam entwickelte tragbare intelligente Sensorplattform mit Hilfe von 3D-Drucktechnologie und Farberkennung zum Nachweis von Carbendazim in tatsächlichen Proben eingesetzt werden und zeigt eine gute Anti-Interferenz-Fähigkeit.
Diese Studie bietet nicht nur eine fortschrittliche Sensorstrategie für die Empfindlichkeit und den schnellen Nachweis von Carbendazim im Feld, sondern bietet auch neue Einblicke in die quantitative Analyse anderer Spurenanalyte.
Mehr Informationen:
Qianru Zhang et al., Photoinduzierter Elektronentransfer-getriggertes g-C3N4\Rhodamin B-Sensorsystem für die ratiometrische Fluoreszenzquantifizierung von Carbendazim, Analytische Chemie (2023). DOI: 10.1021/acs.analchem.2c05691