Sensitive fluorescence assay for the detection of glyphosate with NACCu2+ complex.
Sci Total Environ · 2023 · 882:163548 · PMID 37080305 · 등급8 기타 분석법개발 · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물
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글리포세이트는 잡초 방제에 널리 사용되는 제초제이다. 그러나 글리포세이트의 과도한 사용과 잔류물은 환경에 부정적인 영향을 미친다. 따라서 글리포세이트 검출을 위한 빠르고 고감도의 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 글리포세이트를 위한 새로운 턴-온 형광 프로브인 N-부틸-1,8-나프탈이미드-4-히드라조-6-아이소프로필-크로몬(NAC)을 설계하고 합성하였다. NAC의 형광은 DMSO/2-[4-(2-하이드록시에틸)피페라진-1-일]설폰산에세트산염(DMSO/HEPES, 9/1, v/v, pH = 7.0)에서 $\text{Cu}^{2+}$ 첨가에 의해 소광되어 NAC$\text{Cu}^{2+}$ 복합체를 형성하였다. 글리포세이트를 첨가하면 $\text{Cu}^{2+}$와 글리포세이트 간의 킬레이션을 통해 NAC$\text{Cu}^{2+}$의 형광이 회복되었다. NAC$\text{Cu}^{2+}$ 복합체는 최적 조건에서 0–40 $\mu\text{M}$ 범위에서 원하는 글리포세이트 농도에 대한 선형성을 보였으며, 검출 한계는 36 nM이었다. 경쟁적 배위 기반으로, NAC$\text{Cu}^{2+}$는 글리포세이트에 대해 우수한 감도와 선택성을 나타냈다. 더욱이, NAC는 수도물, 송화강 지역 수질, 토양, 옥수수 및 대두에서 글리포세이트를 검출하는 데 성공적으로 활용되었으며, 이는 농약 잔류물 검출 분야에서 유망한 응용 가능성을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is widely used as an herbicide in weed control. However, the excessive use and residue of glyphosate adversely affect the environment. Thus, a rapid and highly sensitive system must be developed for glyphosate detection. Herein, a novel turn-on fluorescent probe was designed and synthesized for glyphosate, that is N-butyl-1,8-naphthalimide-4-hydrazino-6-isopropyl-chromone (NAC). The fluorescence of NAC was quenched by the addition of Cu2+ to form NACCu2+ complex in dimethyl sulfoxide/2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid (DMSO/HEPES, 9/1, v/v, pH = 7.0). Upon the addition of glyphosate, the fluorescence of NACCu2+ was recovered through chelation between Cu2+ and glyphosate. The NACCu2+ complex exhibited the desired linearity of glyphosate concentration under optimum conditions in the range of 0-40 μM with a low detection limit of 36 nM. Based on competitive coordination, NACCu2+ exhibited good sensitivity and selectivity for glyphosate. Moreover, NAC was successfully utilized to detect glyphosate in tap water, local water from Songhua River, soil, maize, and soybean with convenient operations, indicating a promising application in pesticide residue detection.| 저자 | Liu, Q.; Li, S.; Wang, Y.; Yang, L.; Yue, M.; Liu, Y.; Ye, F.; Fu, Y. |
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| 저널 | The Science of the total environment |
| 권·호·쪽 | 882, 163548 |
| PMID | 37080305 |
| DOI | 10.1016/j.scitotenv.2023.163548 |
| MeSH | Water; Spectrometry, Fluorescence; Herbicides; Weed Control; Fluorescent Dyes; Glyphosate |