基于紙基芯片的間接熒光傳感策略

近年來(lái)，水華、赤潮現(xiàn)象頻發(fā)，故監(jiān)測(cè)藻類及其代謝物濃度對(duì)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)意義重大。微囊藻毒素是一類具有強(qiáng)烈促癌作用的環(huán)狀寡肽肝毒素，在眾多藍(lán)藻毒素中其毒害能力最強(qiáng)。它的致病機(jī)理是通過(guò)抑制肝細(xì)胞中蛋白磷酸酶的活性，誘發(fā)細(xì)胞角蛋白高度磷酸化，致使哺乳動(dòng)物肝細(xì)胞微絲分解、破裂和出血，同時(shí)會(huì)對(duì)動(dòng)物的腎臟等器官作用導(dǎo)致生理病變。然而，以往開(kāi)發(fā)出的多種檢測(cè)微囊藻毒素的方法復(fù)雜且昂貴。研究發(fā)現(xiàn)，先進(jìn)的熒光納米傳感器在檢測(cè)微囊藻毒素方面頗具潛力。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所陳令新團(tuán)隊(duì)研究員李博偉、博士齊驥等，在構(gòu)建痕量環(huán)境非熒光物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Molecular imprinting-based indirect fluorescence detection strategy implemented on paper chip for non-fluorescent microcystin”為題，發(fā)表在Nature Communications期刊上。

基于紙基芯片的分子印跡非熒光微囊藻毒素間接熒光檢測(cè)構(gòu)建示意圖 ?

熒光納米傳感器因在化學(xué)、生物學(xué)檢測(cè)中的簡(jiǎn)便、靈敏和高通量而備受關(guān)注，是分析化學(xué)的重要研究方向之一。由于微囊藻毒素不能增強(qiáng)/猝滅量子點(diǎn)的熒光發(fā)射，難以直接熒光檢測(cè)，因而該團(tuán)隊(duì)利用電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)和分子印跡技術(shù)開(kāi)發(fā)了一種通用的間接熒光傳感策略，用于高靈敏、高選擇性、快速檢測(cè)微囊藻毒素。該策略以微囊藻毒素作為模型分析物設(shè)計(jì)間接熒光傳感機(jī)制，以分子印跡聚合物（MIPs）薄膜包裹鐵酸鋅納米顆粒（ZnFe?O?@MIPs）作為模擬猝滅劑，并與熒光量子點(diǎn)結(jié)合制備功能化紙基芯片。在識(shí)別過(guò)程中，分子印跡聚合物的印跡空腔不僅充當(dāng)捕獲微囊藻毒素分子的結(jié)合位點(diǎn)，而且作為連通鐵酸鋅納米顆粒和熒光量子點(diǎn)之間電子轉(zhuǎn)移的唯一途徑，在微囊藻毒素存在情況下，印跡空腔被微囊藻毒素所占據(jù)，阻礙了鐵酸鋅納米顆粒和熒光量子點(diǎn)之間電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度恢復(fù)。本研究首次設(shè)計(jì)了“可滑動(dòng)夾”型紙基芯片，無(wú)需樣品前處理，構(gòu)建了在復(fù)雜環(huán)境下痕量、高效檢測(cè)微囊藻毒素的多功能平臺(tái)，并應(yīng)用于無(wú)錫太湖實(shí)際水樣中的微囊藻毒素快速靈敏檢測(cè)（檢測(cè)限為0.43 μg/L，時(shí)間為20 min）。該策略是對(duì)熒光惰性類目標(biāo)物的高靈敏檢測(cè)的重要嘗試。

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等的支持。

編輯：黃飛

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