可控组装多热点SERS基底对塑化剂选择性检测研究

Phthalic acid esters (PAEs) are world widely existed persistent organic pollutants. Long-term exposure to PAEs will result in a grave damage, influencing gene replication, affecting physiological development and reducing reproduction in both males and females. .Current conventional detection methods are complicated, time-consuming, with a high cost of the precision apparatus and distinctly can't meet the requirements of rapid test. It is necessary to establish a quick, sensitive, effective and in-situ analysis methods for the detection of plasticizer and is related to the national policy and people's livelihood. This application project will innovatively combine the rapid, accurate Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) based on the principle of fingerprint identification with probe design, to achieve high selectivity for target molecules sensitive on trace-level detection. We will develop the design concept and method of nanocomposites used as SERS active substrates based on mesoporous silica. By decorating the surface of the noble metal in mesoporous silica, selecting functional probes, adopting single layer assembly technology, we will prepare a new active probes with high stability, ultra-sensitiveness, multi-hot spots and high selectiveness in PAEs SERS detection. We will establish animal models by long-term feeding up with plasticizer, carry out the research on selective detection of blood and tissue fluid samples. We shall lend every effort towards its realization of qualitative selective SERS detection and establishment of relationship between SERS optical detection signal concentration-response and target molecules. The expected outcomes of this objective has important scientific significance in the traceability, migration and biologic metabolism and has important scientific significance, research value and broad application prospects.

邻苯二甲酸酯类塑化剂是广泛存在的持久性有机污染物，长期接触会严重损害人体健康，影响遗传、生殖和发育。当前检测方法操作复杂、分析耗时、成本高、不能满足快速检验的要求。建立对塑化剂简单、快速、实时的分析方法是关系到国计民生的重要研究课题。本项目创造性地将表面增强拉曼光谱（SERS）快速、准确、指纹识别的基本原理与探针设计结合，实现对目标分子高灵敏，选择性的痕量检测。基于介孔二氧化硅纳米小球，可控设计与合成复合纳米材料作为SERS活性基底，对其表面进行功能化修饰雌激素受体蛋白，特异性抓捕目标分子。采用有序组装技术，制备出多热点，高灵敏，重复性好的SERS探针。通过构建塑化剂染毒动物模型，对血液、组织液等复杂样本的进行检测，实现对目标分子定性和选择性检测研究；建立SERS光学检测信号与目标分子的量效关系。本项目的预期成果对塑化剂的溯源，迁移和生物代谢具有重要的科学意义、研究价值和广阔的应用前景。

长期接触邻苯二甲酸酯（PAEs）类塑化剂会导致人体内分泌系统紊乱并对生殖系统造成损伤，给人们的身体健康带来严重威胁。基于此，利用表面增强拉曼散射（SERS）光谱技术所具备的简单、快速和高灵敏等优势，实现复杂基质中PAEs的痕量检测已成为目前食品安全和公共卫生领域的重要课题之一。.本项目的主要研究内容是通过不同的合成方法制备一系列具有多“热点”的高活性SERS基底，对复杂样品中的PAEs进行快速选择性检测；此外，我们还构建了PAEs染毒动物模型并对其毒理进行了研究。主要包括利用β-环糊精修饰的金纳米颗粒的有序组装建立了一种新型比色-SERS双功能检测方法，实现了市售白酒中邻苯二甲酸丁苄酯（BBP）的痕量检测，其中基于SERS技术和比色传感的检测限分别为0.01 μM和14.9 nM；通过两步法合成了壳层厚度不同的核-壳双金属Au@Ag NCs结构，筛选出的具有较高灵敏度和良好重复性的最优Au@Ag NCs基底，在没有任何预处理的情况下成功检测出添加在酒水中的中毒剂量的BBP(1.3 mg/kg)；基于液-液界面自组装法在制备均匀排列的金纳米颗粒薄膜的同时，由于上层溶剂（环己烷）的挥发使得BBP分子能够落在金纳米颗粒薄膜的热点区域，实现了酒水中BBP分子的中毒剂量(1.3 mg/kg)检测；通过研究邻苯二甲酸二(2-乙基）己酯（DEHP）对酒精性脂肪肝和四氯化碳诱导的肝纤维化的作用中发现，DEHP可能通过介导lipin-1和P-AMPK蛋白水平,促进大鼠酒精性脂肪肝的发生发展，并且DEHP可能在肝纤维化大鼠和TGF-β1刺激的LX-2细胞中发挥纤维化作用，这与TGF-β1/ Smad和p38MAPK /NF-κB信号通路有关等。.基于上述研究工作，我们实现了复杂基质中PAEs的快速痕量检测，检测限能够达到国家规定的食品中BBP的中毒剂量，为食品等复杂基质中PAEs的监测提供了一种强有力的检测手段；此外，PAEs染毒动物模型的成功建立以及对其毒理的研究也为PAEs的临床药理研究奠定了一定的基础。