【摘 要】
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背景:激素类污染物如17β-雌二醇（17β-Estradiol,E2）、双酚A（Bisphenol A,BPA）、孕酮（Progesterone,P4）等可对人类繁殖、发育及生长造成威胁,因此,急需建立快速、灵敏、准确的激素类污染物检测技术。传统激素类污染物的检测以大型仪器为主如液相、液质联用等,但由于其需要专业人员操作、前处理复杂、精细化程度高、成本高等原因,其无法满足现场快速检测需求。目前,激
【基金项目】
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国家重点研发项目（2018YFC160025）； 国家研发计划课题（2017YFF0104903）；
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背景:激素类污染物如17β-雌二醇（17β-Estradiol,E2）、双酚A（Bisphenol A,BPA）、孕酮（Progesterone,P4）等可对人类繁殖、发育及生长造成威胁,因此,急需建立快速、灵敏、准确的激素类污染物检测技术。传统激素类污染物的检测以大型仪器为主如液相、液质联用等,但由于其需要专业人员操作、前处理复杂、精细化程度高、成本高等原因,其无法满足现场快速检测需求。目前,激素类污染物快速检测一直是研究的热点,尤其是在多重检测方面,目前已经建立免疫层析、悬浮芯片多通道等检测技术,但是由于其灵敏度低或需大型仪器而限制了进一步应用。随着新型分析技术、纳米技术的发展,具有颜色、尺寸、形状等不同性能的纳米颗粒,已经广泛应用到生物分析、生物成像、防伪等领域。其中,上转换材料是一种受到低能量光激发,发射出高能量光的新型纳米材料,由于其具有反斯托克斯发射、窄的特征发射峰、光稳定性、光谱可调谐、低毒性等优点,而广泛应用于生物检测领域。因此,本研究基于多色上转换纳米材料（Upconversion Luminescence Nanoparticles,UCNPs）,构建了激素类污染物的快速检测技术。目的:本研究拟通过建立荧光传感检测技术,探究激素类污染物检测方法,从而实现靶标物的快速检测。利用高锰酸钾和上转换纳米颗粒的荧光共振能量转移体系,建立了化学荧光传感检测技术,用于双酚A的检测;以适配体作为靶标特异性识别元件,利用金纳米颗粒对上转换纳米颗粒的荧光内滤效应,建立了新型的荧光适配体传感技术,用于激素类污染物中的17β-雌二醇、双酚A、孕酮三种目标物的检测。方法:1.上转换多色纳米颗粒的制备:采用溶剂热法,首先合成α-Na REF4晶核,再合成α-Na REF4@β-Na REF4纳米颗粒,经过同质壳层结构包覆后,晶体逐渐生长为六方相,同时粒子的尺寸也明显增加,从而合成了小尺寸、良好的水溶性、六方相的上转换纳米颗粒。通过调节稀土元素的掺比,形成了橙色、青色、绿色等多色上转换纳米颗粒。制备的同质核壳结构上转换多色纳米颗粒通过透射电镜、荧光光谱等进行了表征。2.基于UCNPs@KMn O4化学荧光传感检测方法的建立:建立了基于上转换纳米颗粒和高锰酸钾的荧光共振能量转移体系,优化了缓冲液的p H、反应时间等,形成了双酚A检测方法,并对方法检出限、加标回收率等进行评价。3.适配体-上转换纳米颗粒的制备:将上转换多色纳米颗粒进行表面功能化修饰,再与目标物的适配体偶联,制备多色适配体-上转换纳米颗粒;将金纳米颗粒与互补链偶联,利用上转换纳米颗粒与金纳米颗粒之间的荧光内滤效应,建立了荧光共振能量转移传感技术,并对所制备的颗粒通过透射电镜、荧光光谱等进行了表征。4.基于适配体的多色上转换荧光传感检测方法的建立:优化了杂交缓冲液种类、p H和适配体浓度,建立了基于适配体的多色上转换荧光传感检测方法,并进行了实际样品检测。结果:1.建立了基于UCNPs@KMn O4的双酚A化学荧光传感检测方法,线性范围为228.29～68478μg/m L（y=799.85+6.46x,R2=0.9995）,检出限为198.61μg/m L,加标回收率97.72%～99.53%之间,相对标准偏差小于3.93%。2.建立了基于适配体的多色上转换荧光传感检测方法,可定量检测17β-雌二醇（E2）的线性范围为100～200 ng/m L（y=11000.06 lnx-48307.31,R2=0.997）,检出限为1.00 ng/m L;双酚A（BPA）的线性范围为10～120 ng/m L（y=1333.60+17.68x,R2=0.996）,检出限为3.55 ng/m L;孕酮（P4）的线性范围为0.0001～1000 ng/m L（y=521.68+114.76lgx,R2=0.988）,检出限为0.0001 ng/m L,特异性识别强,加标实验显示平均回收率较好,E2为99.65～110.47%,BPA为93.90～106.22%,P4为96.07～107.36%,相对标准偏差小于8.01%。结论:本研究构建了两种荧光传感检测技术用于检测激素类污染物,检测方法准确高效、简单实用。本研究在一定程度上为激素类污染物的快速检测提供了技术支持,具有较好的理论价值和应用前景。
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