【摘 要】
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食品和环境中常见的农药、兽药、生物毒素、致病菌和重金属等化学污染物的残留,对生态系统和人类健康造成了严重的威胁。其中,抗生素在农业养殖中的过度使用和重金属在环境中的积累等问题愈发严重,目前常用的抗生素和重金属的检测方法成本高且操作复杂。因此,开发简单、快速、可靠的方法检测食品和环境中的抗生素和重金属残留,具有重要意义。DNA银纳米簇（DNA-Ag NCs）的合成简单、荧光强且稳定性好,作为一种新型
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（31571919）；
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食品和环境中常见的农药、兽药、生物毒素、致病菌和重金属等化学污染物的残留,对生态系统和人类健康造成了严重的威胁。其中,抗生素在农业养殖中的过度使用和重金属在环境中的积累等问题愈发严重,目前常用的抗生素和重金属的检测方法成本高且操作复杂。因此,开发简单、快速、可靠的方法检测食品和环境中的抗生素和重金属残留,具有重要意义。DNA银纳米簇（DNA-Ag NCs）的合成简单、荧光强且稳定性好,作为一种新型的无标记荧光探针被广泛应用于分析检测领域。金纳米棒（Gold nanorods,GNRs）制备简单、具有丰富的化学物理性能,被广泛于生物医学和食品检测领域。本文利用功能核酸（Functional acids,FNAs）的高灵敏度和高选择性,基于DNA-Ag NCs和GNRs之间的表面能量转移（SET）,分别以核酸适配体和脱氧核酶作为识别元件,开发出一种简单、低成本和通用的无标记功能核酸荧光传感策略,快速检测四环素和铅离子。具体内容如下:（1）将四环素核酸适配体（TET aptamer）的互补DNA序列与5个胸腺嘧啶间隔子（T5）和模板（C6G5C6）连接,合成互补DNA银纳米簇（c DNA-Ag NCs）,利用带正电荷的GNRs对双链DNA的静电吸附能力,以及c DNA-Ag NCs与GNRs之间SET原理,开发出一种无标记核酸适配体荧光传感策略,检测TET。c DNA-Ag NCs与TET aptamer互补形成双链后吸附在GNRs表面,体系荧光较低。当TET存在时,TET与TET aptamer特异性结合,此时由于c DNA-Ag NCs的表面负电荷密度较低,GNRs对其吸附作用弱,c DNA-Ag NCs从GNRs表面释放,降低了二者之间的SET效率,使得检测体系中c DNA-Ag NCs的荧光恢复。实验条件最优的情况下,在5-500 n M浓度范围内,TET与荧光强度线性相关,检出限为4.411 n M。在牛奶样品的TET检测中,该方法得到了应用,且牛奶样品前处理过程简单快速。该方法省时高效,且可推广至其他目标物的检测。（2）本实验选择依赖Pb2+的GR5脱氧核酶（GR5 DNAzyme）作为探针,该GR5 DNAzyme,由一条酶链（GR5 E）和一条连接了模板（C6G5C6）的底物链（sub-C6G5C6）组成,将sub-C6G5C6合成为DNA银纳米簇（sub-Ag NCs）。利用带正电荷的GNRs对sub-Ag NCs/GR5 E双链的吸附作用及sub-Ag NCs与GNRs之间的SET原理,开发出一种无标记脱氧核酶荧光传感器,检测Pb2+。sub-Ag NCs和GR5 E互补形成的双链吸附在GNRs表面,体系荧光较低。在Pb2+存在的情况下,GR5 E特异性切割sub-Ag NCs,使其断裂成两部分,含Ag NCs的单链DNA由于表面负电荷密度低,从GNRs表面释放,导致SET效率降低,此时,Ag NCs的荧光恢复。实验条件最优的情况下,在5-60 n M浓度范围内,Pb2+与荧光强度呈线性相关关系,检出限为1.416 n M。该方法成功应用于松花江水中Pb2+的检测,操作简单,省时高效。
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