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FRETを用いたアップコンバージョン蛍光センサーを用いた食品中の残留マラチオンの超高感度検出
Ultra-sensitive detection of malathion residues using FRET-based upconversion fluorescence sensor in food.
PMID: 32659702 DOI: 10.1016/j.saa.2020.118654.
抄録
マラチオンは有機リン系農薬であり、農産物に残留する可能性があり、人の健康に不可逆的な有害な影響を及ぼす可能性がある。そのため、マラチオン含有量の厳密なモニタリングは非常に重要である。ここでは、マラチオンの定量のための高感度蛍光アプタセンサーを開発した。このシステムでは、マラチオン特異的なアプタマーが静電相互作用を介してカチオンポリマーに結合している。蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）を生成するために、負に帯電したアップコンバージョン蛍光ナノ粒子（UCNP）とカチオンポリマー内包金ナノ粒子（GNP）を組み合わせた。この組み合わせは蛍光消光をもたらし、消光の程度はマラチオンの濃度と相関していた。最適な条件では、マラチオン濃度が0.01から1μMまで上昇するにつれて蛍光強度が直線的に減少し、検出限界は1.42nMであることが確認された。さらに、開発したセンサーはマラチオンの選択的認識能力に優れており、水道水や抹茶などの不純物中のマラチオンを高精度に検出することに成功しました。
Malathion is an organophosphorus pesticide which could remain in agricultural products and exert irreversible harmful effects on human health. Hence, strict monitoring of malathion contents is very significant. Here, a highly sensitive fluorescent aptasensor was developed for the determination of malathion, the system was based on a cationic polymer-mediated fluorescence 'turn-off'. In this system, malathion-specific aptamers were bound to cationic polymer through electrostatic interactions. To produce fluorescence resonance energy transfer (FRET), negatively charged upconversion fluorescent nanoparticles (UCNPs) and cationic-polymer encapsulated gold nanoparticles (GNPs) were combined. This combination resulted in fluorescence quenching, and the degree of quenching was correlated with the concentration of malathion. Under optimum conditions, the fluorescence intensities were observed to decrease linearly with the rising concentration of the malathion from 0.01 to 1 μM with a detection limit of 1.42 nM. Furthermore, the developed sensor possessed good selective recognition ability for malathion and was successfully used to detect malathion in adulterated tap water and matcha samples with high accuracy.
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