双功能光信号微阵列传感器构建及痕量农药残留可视化快速检测新方法

本项目旨在以具有"形状选择性"多维纳米卟啉及双功能光信号传感微阵列建立食品中多残留农药痕量、快速、可视化检测的新方法。根据食品中痕量多残留农药结构特点，在多维纳米卟啉的设计、合成及分子识别机理研究基础上，制备出具有形状选择性双功能光信号响应的多维纳米卟啉。通过光谱理论、量子化学、分子轨道理论及信息转换相关理论研究，阐明传感微阵列与痕量多残留农药相互作用的荧光、紫外可见光谱双功能光信号响应变化规律，揭示该新方法分析检测痕量多残留农药的传感作用机制，结合微传感阵列光谱信号的"特异性"和"双功能性"，建立痕量多残留农药卟啉传感的可视化"指纹图谱"，实现食品中多残留农药集痕量、快速、可视化于一体的分析检测，它是属于新材料、新结构及新原理的传感检测新方法。可望促进对痕量残留隐含信息的提取、整合与传感新方法、新机制的研究和发展，在食品安全与检验等方面都有广泛应用前景，在学术和应用技术方面有重要意义。

通过研究，项目筛选设计合成制备出“形状选择性”多维纳米卟啉与衍生物传感材料，并进行结构表征，对多维纳米卟啉与衍生物敏感材料纳米化工艺、性能、农药多残留分子与多维纳米啉相互作用关系、可见光和荧光光学信号作用机制进行了研究。通过光谱理论、量子化学及信息转换相关理论研究，初步阐明了与食品中痕量农药残留分子间相互作用双功能光学信号作用机制。从实验和理论方面，对多维纳米啉微阵列与痕量农药多残留间相互作用的光谱响应特性、传感机制进行了研究。探明了多维纳米卟啉微阵列芯片对痕量农药多残留量传感作用机制。设计制备出微阵列传感芯片与传感检测系统，建立了微阵列传感芯片量化的光学响应与分子识别对应的痕量多残留农药的可视化“指纹图谱”相互关系，实现了对食品中痕量农药残留快速可视化识别，并对响应时间、检测限、灵敏度、重现性等进行了研究，建立了基于多维纳米卟啉的双功能光信号微阵列传感分析检测食品中痕量农药多残留的新方法，取得了满意结果。项目的部分研究成果于2015年12月1日被美国化学会（American Chemical Society）的化学与工程新闻（Chemical &Engineering News）作为创新性研究成果进行了报道。项目发表高水平学术论文18篇，其中SCI检索论文10篇，CSCD核心论文7篇，其它论文1篇，相关成果多次参加国际学术会议。项目申请发明专利权5项，已获权发明专利权3项。培养博士研究生2名、硕士研究生4名，达到并超额完成项目目标任务。