长余辉比率型适配体传感器的构建及真菌毒素检测应用

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真菌毒素影响食品安全,严重威胁人类生命健康。因此,准确测定食品中的真菌毒素具有重要意义。长余辉发光纳米粒子(PLNPs)在停止激发光激发后,仍能继续发光,这种独特的发光性能使其具有免原位激发、光学性质稳定和信噪比高的优点,在复杂食品基质样品中真菌毒素的检测方面有较大潜力。然而,现有长余辉真菌毒素检测传感器大多为单一波长信号检测模式,检测信号易受仪器效率、检测条件和探针浓度的影响,因而产生误差。比率检测通过引入参比信号来消除外部干扰因素对检测信号的影响,从而可有效提高检测结果的稳定性和准确性。本论文旨在利用长余辉无自荧光干扰的优势和适配体具有高选择性的特点,建立长余辉比率型适配体传感器,主要研究结果如下:(1)构建了结合绿色发光的Zn2GeO4:Mn长余辉纳米棒(ZGM)和红色发光的Zn Ga2O4:Cr长余辉纳米粒子(ZGC)的比率型适配体传感器,并用于食品样品中赭曲霉毒素A(OTA)的准确检测。该体系以ZGM作为检测信号和能量供体,并化学键合OTA的适配体赋予其选择性,黑洞猝灭基团1(BHQ1)修饰的互补链作为能量受体并且通过碱基互补配对与适配体结合(ZGM@BHQ1),季铵盐改性的ZGC作为参比信号通过静电作用与表面带有负电荷的ZGM@BHQ1结合,得到比率型适配体传感器(ZGM@BHQ1-ZGC)。双色长余辉的优良发光性能和适配体对靶标的高选择性,使得该传感器具有较高的灵敏度,检测限为3.4 pg m L-1;对OTA检测的线性范围为0.01~50 ng m L-1;对OTA(1 ng m L-1)检测的精密度为3.1%(RSD,n=11);将该方法应用于小麦等谷物中OTA的检测,回收率为97.8%~105.2%。(2)建立了基于双波长发射长余辉纳米粒子Zn Ga2O4:Cr0.0001的比率型适配体传感器,并用于谷物食品中黄曲霉毒素B1(AFB1)的精准检测。该方法以修饰有AFB1特异性适配体的双发射长余辉发光纳米粒子作为能量供体,714 nm和508 nm处的发光信号分别作为检测信号和参比信号;以花青素5.5(Cy5.5)修饰的互补链作为能量供体,进一步通过碱基互补配对构建基于双发射长余辉的比率型适配体传感。所建立的适配体传感器的双波长长余辉的发光强度的比值不受探针浓度、测试条件和时间窗口的影响,具有良好的稳定性。与利用多个荧光团构建的比率探针相比,该方法更加简单方便,无需复杂冗长的材料合成过程以及对参比探针浓度的精准控制。对AFB1检测的线性范围为0.05~70 ng m L-1,检测限为0.016 ng m L-1,对AFB1(1 ng m L-1)检测的精密度为2.3%(RSD,n=11)。将所构建的双发射长余辉比率型适配体传感器应用于谷物食品中AFB1的测定,回收率为95.1%~106.5%。
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