随着我国经济和科学技术的快速发展,环境污染、农业及工业生产等带来了一系列的食品安全问题,日益成为人民大众特别关注的生活话题。同时,人们的饮食文化越来越多样化,对食品安全的要求也越来越高。但通过摄食引起的食源性疾病是当前中国乃至世界范围内,最严重的食品安全隐患之一。目前,食品中最主要的两类危害物质包括化学性污染物和生物性污染物,现行国家标准方法可以实现对这些污染物的准确检测,但一般需要送检到专业的实验室,由专业人员通过一些大型仪器进行检测,过程比较繁琐、耗时较长。因此,针对食品中主要的危害因子,开发快速、灵敏的检测方法对确保食品安全至关重要。本论文针对现今危害突出的食品安全危害因子,分别以核酸适配体制备了新型贵金属金、银纳米材料的组装体,作为表面增强拉曼基底,以及利用重水标记与共聚焦显微拉曼光谱相结合的技术,建立了一系列超灵敏、简便的新型生物传感快速检测方法,为保障食品的质量与安全提供了技术上的参考和支撑。首先,合成了具有良好稳定性和分散性,且形态均一的金纳米棒和金纳米颗粒。利用两段部分互补的单链脱氧核糖核酸(DNA)序列(双酚A核酸适配体及其部分互补序列)将金纳米棒与金纳米颗粒,通过核酸杂交作用构建成异质三聚纳米组装体。该方法通过改变金纳米棒端面与侧面的电荷分布,使金纳米颗粒定向组装在金纳米棒的两个端面。分析所形成的异质三聚体表面增强拉曼光谱效应主要来源于:金纳米棒端面曲率效应引起的强等离子共振效应,和金纳米粒子与金纳米棒之间的热点效应。根据该异质三聚体的强表面增强拉曼光谱信号,与加入双酚A浓度之间存在良好的线性相关关系,y=-616.69*lg(x)+282.35,R~2=0.994,实现对食品中常见污染物双酚A的快速痕量检测。该方法检测范围为0.001–1 ng/mL,最低检出限LOD低至3.9 pg/mL,以双酚A的结构类似物验证了该方法具有良好的特异性,并实际应用于快速检测自来水中的双酚A。其次,合成了金纳米棒和银纳米颗粒,并以两段部分互补的DNA片段为连接臂,经核酸杂交作用,将金纳米棒与银纳米颗粒组装成金纳米棒核-银卫星状纳米组装体。对该组装体进行透射电镜、紫外-可见光谱及拉曼光谱表征,结果证实该组装体结构均一、可控并且具有优异的表面增强拉曼光谱活性。探究该表面增强拉曼信号来源:除了来自单个纳米粒子以外,主要还来源于卫星状结构中多个纳米粒子之间的热点效应,而且金纳米棒端面曲率效应引起的强等离子共振效应也能协同拉曼信号的增强。基于该组装体优异的拉曼活性,建立了一种对黏蛋白的超灵敏、快速传感检测方法,且该方法具有良好的特异性,在最优条件下检测范围为0.005-1 fmol/L,线性相关系数R~2=0.9969,最低检出限可达到4.3 amol/L。第三,以一定浓度的重水制备的营养肉汤培养沙门氏菌,进行氘元素的标记,同时优化培养的最佳条件。并与共聚焦显微拉曼光谱联用,以氘元素特征拉曼光谱峰,监测沙门氏菌的存在与否,以及区分沙门氏菌为死菌还是活菌。在不同浓度的沙门氏菌,分别于50%含量的重水配置的培养基中培养,碳-氘键会替代碳-氢键的代谢,从而以碳-氘取代碳-氢拉曼峰的比值(CD/(CD+CH)%)与食源性致病菌的浓度之间良好的线性关系,可以快速定量沙门氏菌的浓度。分别对培养了4 h、6 h和8h的沙门氏菌,进行拉曼光谱测试,计算沙门氏菌的CD/(CD+CH)%,分别建立CD/(CD+CH)%与沙门氏菌初始浓度的Log值之间的线性方程,该方法实现了对10~2-10~6 CFU/mL的沙门氏菌的快速定量检测,并用于快速检测实际样品牛奶中沙门氏菌。第四,食品中的菌落总数,可以用于确定食品的卫生质量,以及被食源性微生物污染的程度,通过监测食品中的菌落总数,可以在一定程度上显示该食品是否有良好的卫生质量。首先,利用重水标记结合共聚焦显微拉曼光谱,针对沙门氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,这三种食品中常见的食源性致病菌,探讨该方法快速定量检测多种食源性致病菌的普适性。结果证明,该方法针对多种不同的食源性致病菌,以细菌代谢拉曼光谱的CD/(CD+CH)%与细菌浓度之间,都分别可以建立良好的线性关系,实现快速定量检测。同时利用化学计量法中的主成分分析法,实现了对沙门氏菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌三种食源性致病菌的定性分类检测。最后将重水标记-共聚焦显微拉曼光谱检测方法,应用于牛奶中菌落总数的快速检测,CD/(CD+CH)%Y与菌落总数x之间存在较好的线性关系:Y=1.322 Log(x)-1.483,R~2=0.9544,菌落总数的最低检出浓度低至10~3 CFU/mL。