纳米探针电化学适配体传感及其对霉菌毒素同时检测研究

The sensitive and fast analysis of mycotoxins is of great practical significance to enhance the quality of human life and improve health conditions. In order to overcome the defects of the traditional methods for detection of mycotoxins, such as lack of sensitivity and complexity in operation, this project will design ultra-sensitive electrochemical aptasensor by combining the high surface area of nanosphere with the polymer for assembling quantum dots. For designing the new nanoprobes, this research will synthesize a nanospheres and realize the functionalization of them with quantum dots using self-assembly technique.Through fixing the DNA sequence on the nanosphere functionalized with quantum dots, we will construct the nanoprobes with recognition features. By combining the strategy of signal amplified with nanosphere and stripping voltammetric analysis, the novel electrochemical methods for aptasensor will be developed to realize the ultra-sensitive, simple and rapid detection for mycotoxins. This research work integrating the advantages of nanotechnology and electroanalysis, the specific recognition between the aptamer and target, will build new analytical methods and mechanism. We anticipate that this research work can provide a new platform for fast detection of mycotoxins products and promote the development of interdisciplinary field and electroanalytical chemistry.

霉菌毒素的灵敏、快速检测对提高人类的生活质量和健康水平具有重要的现实意义。本项目针对霉菌毒素检测方法灵敏度低和检测程序复杂等问题，利用纳米球的大比表面积，通过聚合物将量子点组装到纳米球表面，实现信号放大。通过交联剂将具有识别能力的DNA序列固定到量子点功能化纳米球上，构筑具有高负载量的新型量子点功能化纳米识别探针，结合纳米信号放大策略和溶出伏安分析技术，建立高效电化学适配体传感新原理与新方法，以实现简单、快速和高灵敏霉菌毒素同时检测。本项目将纳米技术与电化学分析技术结合，利用适配体与目标分子之间的特异性相互作用，将建立新的分析原理与方法，为霉菌毒素的快速检测提供了新的平台，并促进相关交叉学科与电分析领域的发展。

本项目围绕人类健康与社会发展在分析检测方面的需求，针对霉菌毒素检测方法灵敏度低和检测程序复杂等问题，开展纳米材料的生物功能化研究，构建信号放大策略传感新方法。主要研究工作如下：.（1）本工作制备GQDs-Cu2O纳米球，基于GQDs-Cu2O纳米球优良的催化特性构建鲁米诺电化学发光传感器检测OTA。不需要复杂的材料制备过程，而由此材料构建成的检测体系对OTA的检测线性范围宽，检测下限低，选择性高；本文所构建的测试系统用于复杂样品中低含量目标毒素的检测，结果满意。建立OTA传感器有望成为一种新的食品中痕量OTA检测手段，在食品安全检测中得到应用。.（2）以MWCNTs为初始原料，采用氧化剥离制得CNTs-GONRs，通过静电吸附作用制得CdTe-CNTs-rGONRs。基于CdTe QDs与Au NPs间的RET，结合OTA适配体特异性识别，构建了一种PEC适配体OTA传感器。CNTs-rGONRs不仅可以作为CdTe QDs的载体，还可以有效放大CdTe QDs的PEC信号。本PEC传感器的线性范围为0.5 pg/mL-10.0 µg/mL，检出限为0.23 pg/mL。此外，本传感器选择性高、重现性好，且在实际样品分析中表现出较好的效果。.（3）本工作通过层层组装技术合成一种新颖的复合功能CdS/CPs 材料，并以其作为检测探针，将检测信号放大。由此材料构建成的检测体系对FB1的检测线性范围宽，检测下限低，选择性高；本文所构建的测试系统用于牛奶样品中FB1的检测，结果满意。通过合理的设计，本系统有望用于其它低含量霉菌毒素的检测。.(4) 通过原位合成方法制备CdS/CPs和CdS/Pbs，并将其作为信号放大标记物，实现OTA和FB1的同时检测，发现检测OTA的线性范围为 0.10-100ng/mL，检测限为 30 pg/mL；检测FB1的线性范围为 0.50 -200 ng/mL，检测限为0.2 ng/mL。.(5) 通过“种子生长法”制备了纳米金棒（Au NRs），并通过水热法制备CdTe/MWCNTs@rGONRs。基于CdTe与Au NRs 之间发生能量共振转移从而构建了啶虫脒适配体传感器。本适配体传感器的线性范围为0.5 pmol/L-10 µmol/L，检出限为0.2 pmol/L。该传感器可应用于苹果和西红柿中啶虫脒的检测。