导读：

食品中的毒死蜱（CPF）残留对生态系统和人类健康构成严重威胁。近期，江苏大学食品与生物工程学院欧阳琴教授团队提出了一种基于多功能金属有机框架的三维折叠纸基微流控分析装置（3D-μPAD），可通过荧光-比色双模式读出实现对毒死蜱的快速定量检测。相关研究以“Multifunctional Metal–Organic Frameworks Driven Three-Dimensional Folded Paper-Based Microfluidic Analysis Device for Chlorpyrifos Detection”为题目，发表在期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》上。

本文要点：

1、本研究提出了一种基于多功能金属有机框架的三维折叠纸基微流控分析装置（3D-μPAD），可通过荧光-比色双模式读出实现对毒死蜱（CPF）的快速定量检测。

2、首先将上转换纳米材料与具有过氧化物酶活性的双金属有机框架结合，形成荧光猝灭纳米探针。然后，将纳米探针加载到纸基检测区域，并喷洒显色溶液。

3、当存在CPF时，检测区域的荧光强度逐渐恢复，颜色从无色变为蓝色，与CPF浓度呈良好线性关系，检测限分别为0.028（荧光）和0.043（比色）ng/mL。

4、此外，3D-μPAD在检测真实样品时表现良好，与高效液相色谱法相比没有显著差异，显示出在食品有害物质残留现场检测中的巨大应用潜力。

全文总结/概括：

3D-μPAD如何实现对毒死蜱（CPF）的高灵敏度检测？

1、荧光-比色双模式读出：3D-μPAD利用上转换纳米材料与双金属有机框架（Fe/Zr-MOF）结合，形成荧光猝灭纳米探针，通过荧光和比色两种模式进行信号读出，提高了检测的灵敏度和准确性。

2、荧光共振能量转移（FRET）：通过CPF适配体和cDNA的结合，使得UCNP（上转换纳米粒子）与Fe/Zr-MOF之间的距离缩短，触发FRET效应，导致UCNP的荧光强度变化，从而实现对CPF的定量检测。

3、优化的检测条件：研究中对pH值、TMB与H2O2的比例、显色时间、Fe/Zr-MOF的体积、荧光猝灭时间以及CPF孵育时间等条件进行了优化，确保了检测系统的最佳性能。

3D-μPAD在实际样品检测中的应用表现如何？

1、高准确性：3D-μPAD在实际样品（如抹茶、苹果和河水）中检测CPF时，与高效液相色谱法（HPLC）的结果无显著差异，显示出高准确性。

2、良好的特异性和抗干扰能力：在存在结构类似物和常用干扰农药的条件下，3D-μPAD显示出良好的特异性，对CPF的检测未受其他物质的显著影响。

3、稳定性和重复性：3D-μPAD在不同批次的检测中展现出良好的重复性，并且在长达90天的稳定性测试中保持结果的稳定性，证明了其在实际应用中的可靠性。

图1.UCNP的制备方法和表征结果

图2.Fe/Zr-MOF的制备方法和表征结果

图3.3D-μPAD的制备方法和表征结果

图4.双模式检测原理

图5.Fe/Zr-MOF的过氧化物酶样活性和CPF检测参数的优化

图6.3D-μPAD检测CPF的标准曲线及重复性

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c02875