Highly selective and sensitive colorimetric and fluorescence detection of copper(II) and glyphosate using dual-functional peptide probe and its multifarious applications in food sample analysis and bioimaging.
Food Chem · 2025 · 491:145244 · PMID 40561767 · 등급5 동물·현장 원저 · 환경과 생태 > 수생생물 · 수생생물 · 식이
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디펩타이드(Ser-His-NH2)와 5-카르복시플루오레세인(5-FAM) 형광단으로 구성된 새로운 이중 기능성 프로브 FSH가 구리 이온($\text{Cu}^{2+}$)과 글리포세이트(Glyp)의 연쇄 검출을 위해 개발되었다. 설계상, FSH는 비색법 및 형광 측정법을 이용하여 $\text{Cu}^{2+}$에 대해 높은 선택성을 보였으며, 비형광성인 FSH-$\text{Cu}^{2+}$ 엔셈블을 형성하였다. 나아가, 이 FSH-$\text{Cu}^{2+}$ 엔셈블은 형광 증강 효과와 비색적 변화를 통해 글리포세이트에 대해 주목할 만한 선택성을 가지고 반응하였다. $\text{Cu}^{2+}$와 글리포세이트의 검출 한계(LODs)는 각각 40.4 nM 및 15.9 nM로 계산되었다. 특히, FSH는 실제 수질 샘플, 테스트 스트립, 생체 세포 및 제브라피쉬 유생물에서 $\text{Cu}^{2+}$와 글리포세이트의 연속적 검출 및 이미징에 성공적으로 적용되었다. 더욱이, 고감도 분석을 위한 분자 논리 게이트를 구축하였으며, 식품, 식물 및 토양에서의 "육안" 모니터링을 위해 FSH를 응용하였다. 가장 중요하게는, $\text{Cu}^{2+}$와 글리포세이트의 반정량적 검출을 가능하게 하는 휴대용 스마트폰 보조 RGB 분석 방법이 설계되었다.ORIGINAL ABSTRACT
A novel dual-functional probe FSH from dipeptide (Ser-His-NH2) and 5-carboxy fluorescein (5-FAM) fluorophore was developed for the relay detection of copper ions (Cu2+) and glyphosate (Glyp). As design, FSH exhibited high selectivity to Cu2+ using colorimetric and fluorimetric methods, and formed non-fluorescence FSH-Cu2+ ensemble. Further, the FSH-Cu2+ ensemble responded to glyphosate with notable selectivity through fluorescence enhancement effect and colorimetric changes. The limit of detections (LODs) for Cu2+ and glyphosate were calculated as 40.4 nM and 15.9 nM, respectively. Notably, FSH was successfully applied to the continuous detection and imaging of Cu2+ and glyphosate in real water samples, test strips, living cells and zebrafish larvae. Moreover, we constructed the molecular logic gate for high sensitivity analysis, and the applications of FSH for "naked-eye" monitoring in food, plants and soil. More importantly, a portable smartphone-assisted RGB analysis method was designed to allow semi-quantitative detection of Cu2+ and glyphosate.| 저자 | Wang, P.; Li, S.; Pu, C.; Cao, X.; Jia, M.; Ai, J.; Yue, Y.; Biqume, R.; An, Y. |
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| 저널 | Food chemistry |
| 권·호·쪽 | 491, 145244 |
| PMID | 40561767 |
| DOI | 10.1016/j.foodchem.2025.145244 |
| MeSH | Copper; Glyphosate; Glycine; Colorimetry; Animals; Zebrafish; Fluorescent Dyes; Food Contamination; Limit of Detection; Food Analysis; Humans; Spectrometry, Fluorescence; Fluorescence; Peptides; Optical Imaging |