引言：

草甘膦的环境与健康风险：草甘膦是一种全球广泛使用的非选择性除草剂，但其过量使用会导致土壤、水源和食品中的残留，对生态系统和人类健康构成威胁。研究表明，草甘膦可能引发肝毒性、免疫抑制、内分泌干扰和生殖毒性等问题（Gill et al., 2018）。传统检测方法如色谱法和质谱法虽然准确，但设备昂贵、操作复杂，难以满足现场快速检测需求。因此，开发一种高效、便携的草甘膦检测技术成为研究热点。

关键发现：

1、新型荧光传感系统的设计原理

在这项发表于《Journal of Hazardous Materials》的研究中，研究人员设计了一种基于酰腙衍生物的荧光探针HYBC，其与Cu²⁺配位形成HYBC-Cu²⁺复合物时荧光猝灭，而草甘膦因其更强的Cu²⁺亲和力可竞争性结合Cu²⁺，释放HYBC并恢复荧光（图1）。这一机制通过高分辨质谱（HRMS）和密度泛函理论（DFT）计算得到验证。

技术优势：

1.  超快响应：检测时间小于1分钟，远快于传统方法。

2.  高灵敏度：检测限达95 nM，可识别痕量草甘膦。

3. 强抗干扰性：在多种有机磷农药共存下仍能特异性识别草甘膦。

4.  可循环使用：通过交替添加Cu²⁺和草甘膦，系统可重复使用6次以上。

图1 (a)HYBC和HYBC-Cu₂+系统的合成路线；(b)HYBC-Cu₂+系统对草甘膦的检测机制

2、环境与生物应用表现

1. 环境样本检测

研究团队在长江水、土壤、牛奶等实际样本中测试了该系统的性能。结果显示，其回收率为84%~101.5%，与高效液相色谱（HPLC）结果高度一致（表1），验证了其在复杂基质中的可靠性。

2. 生物成像突破

细胞水平：HYBC-Cu²⁺系统在HeLa细胞中表现出低毒性（存活率>80%）和良好的膜通透性，成功实现了草甘膦的实时荧光成像（图2）。

活体水平：在斑马鱼模型中，系统清晰展示了草甘膦的分布动态，为生态毒理学研究提供了新工具。

植物应用：该系统还能监测发芽种子中的草甘膦残留，为农业安全提供了可视化解决方案。

图2 (a)标准CCK-8法测定HYBC（0、10、20、30、40、50 μM）对HeLa活细胞的细胞毒性；(b) HYBC （20 μM）、草甘膦（50 μM）和Cu²⁺ (50 μM)存在和不存在时HeLa细胞的荧光图像

图3 HYBC （20 μM）、草甘膦（50 μM）和Cu²⁺ (50 μM)存在和不存在时斑马鱼的荧光图像

图4 有和没有HYBC、Cu²⁺和草甘膦的种子发芽的荧光图像

结论：

随着农业化学品的广泛使用，开发高效、低成本的检测技术至关重要。HYBC-Cu²⁺系统的问世，标志着草甘膦监测从实验室走向现场应用的重大跨越。这项研究不仅为环境保护和公共健康提供了有力工具，也为其他有害污染物的检测开辟了新思路。

技术意义与未来展望：这项研究的创新点在于将金属配位化学与荧光传感结合，解决了草甘膦检测中特异性与灵敏度的平衡难题。其潜在应用包括：

环境监测：快速筛查污染水源和土壤。

食品安全：检测农产品中的农药残留。

医学研究：探索草甘膦的体内代谢途径及毒性机制。

未来，团队计划进一步优化探针的稳定性和成本，推动其商业化应用。正如通讯作者Yajun Hong所述：“这一技术不仅为政策制定提供了科学依据，也为全球农药监管树立了新标杆。”

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.137424