【摘 要】
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随着生活水平的提高,人们的饮食结构天平已从植物性食物向动物性食物的方向倾斜。环境雌激素类物质被不法商贩作为非法添加物滥用于动物性食品生产中,严重危害人体健康。传统的环境雌激素检测技术主要依靠价格高昂的设备仪器和专业的操作人员。本文针对痕量环境雌激素污染物现场实时、高灵敏、快速检测技术缺乏的现状,运用表面增强拉曼散射（SERS）技术,结合分子信标技术以及核酸适配体技术,构建了一种以菱形DNA折纸为模
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随着生活水平的提高,人们的饮食结构天平已从植物性食物向动物性食物的方向倾斜。环境雌激素类物质被不法商贩作为非法添加物滥用于动物性食品生产中,严重危害人体健康。传统的环境雌激素检测技术主要依靠价格高昂的设备仪器和专业的操作人员。本文针对痕量环境雌激素污染物现场实时、高灵敏、快速检测技术缺乏的现状,运用表面增强拉曼散射（SERS）技术,结合分子信标技术以及核酸适配体技术,构建了一种以菱形DNA折纸为模板实现可寻址自组装的二聚体等离子纳米天线用于典型环境雌激素—己烯雌酚的SERS检测方法。通过种子介导生长法合成一系列形貌规则、粒径均一的20-80 nm梯度粒径球形金纳米粒子（Au NPs）,为可重复性制备二聚体等离子纳米天线提供技术支持。为实现纳米尺度上操纵Au NPs自组装到菱形DNA折纸模板的特定位点,精确调控粒子间距低于10 nm,选用50 nm大粒径Au NPs。Au NPs通过表面修饰的巯基DNA与菱形DNA折纸延伸出的捕获链充分杂交被有序排布成间隙宽度为8.5±1.0 nm的二聚体等离子纳米天线。通过对二聚体等离子纳米天线制备技术的优化,获得三角形DNA折纸制备菱形折纸的最优浓度为5.0 n M;根据适配体与目标物结合前后的圆二色性变化,筛选出对己烯雌酚亲和能力更强,特异性结合后二级结构发生显著变化的适配体序列Apt2:5’-GAAGGATGGATGCTTTGGTGTGTAGTATGAGCGAGCGTTGCGA-3’,用于捕获链的设计和应用;通过三种波长的入射激光作用于二聚体等离子纳米天线时的SERS效果,优选出更利于二聚体等离子纳米天线表面激元共振耦合的激光波长为785 nm;利用琼脂糖凝胶电泳分析二聚体等离子纳米天线的制备过程,得出菱形DNA折纸与金属纳米粒子的最优摩尔浓度比为1∶3;用4-MBA信号标记分子直接包裹Au NPs的方式替代从菱形折纸中心位置延伸的Cy5信号分子标记DNA链,实现更加高效可靠的分子信标,提高了二聚体等离子纳米天线对己烯雌酚的检测灵敏度和线性度;经进一步探索,发现同一激发条件下,Au NPs通过银增强在表面包覆上一层2-3 nm的银壳后构建得到的Ag@Au NPs二聚体等离子纳米天线,其SERS效应约为Au NPs二聚体等离子纳米天线的1.6倍,具有很好的应用潜力。利用二聚体等离子纳米天线对己烯雌酚进行定量检测,结果表明,己烯雌酚浓度在10-5 M至10-10 M范围内,4-MBA信号分子的SERS强度随己烯雌酚浓度的降低成线性递增,线性回归方程为y=144.6224-301.9450lg C（C为体系中己烯雌酚摩尔浓度）,相关系数为0.9992,该方法的检出限为0.2170 n M（相当于0.0582μg/L）,远低于欧盟规定食品中己烯雌酚的最大残留限量（2μg/kg）。利用该方法,在市售牛奶样品加标实验中己烯雌酚回收率为96.8-110.0%,相对标准偏差范围为0.22-0.73%。二聚体等离子纳米天线在痕量己烯雌酚污染物的检测中具有所需样品量少、用时短、灵敏度高、可重现性好等优点,可用于己烯雌酚的现场快速检测。此外,通过替换捕获链的适配体序列,二聚体等离子纳米天线有望成为一种通用的SERS检测平台。本研究是食品检测、纳米生物技术和生物传感技术等多学科交叉研究,建立的检测方法有望用于食品安全、检验检疫、环境监测等领域,对推动食品中环境雌激素痕量、精准快速检测新技术发展具有很好的理论价值和应用前景。
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