近年來，水華、赤潮現(xiàn)象頻發(fā)，故監(jiān)測藻類及其代謝物濃度對于水質(zhì)監(jiān)測意義重大。微囊藻毒素是一類具有強烈促癌作用的環(huán)狀寡肽肝毒素，在眾多藍藻毒素中其毒害能力最強。它的致病機理是通過抑制肝細胞中蛋白磷酸酶的活性，誘發(fā)細胞角蛋白高度磷酸化，致使哺乳動物肝細胞微絲分解、破裂和出血，同時會對動物的腎臟等器官作用導(dǎo)致生理病變。然而，以往開發(fā)出的多種檢測微囊藻毒素的方法復(fù)雜且昂貴，因此先進的熒光納米傳感器在檢測微囊藻毒素方面頗具潛力。
 

　　中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所陳令新團隊研究員李博偉、博士齊驥等，在構(gòu)建痕量環(huán)境非熒光物質(zhì)的檢測技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進展。相關(guān)研究成果以《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策略》(Molecular imprinting-based indirect fluorescence detection strategy implemented on paper chip for non-fluorescent microcystin)為題，發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。
 

　　熒光納米傳感器因在化學(xué)、生物學(xué)檢測中的簡便、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/猝滅量子點的熒光發(fā)射，難以直接熒光檢測，因而該團隊利用電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)和分子印跡技術(shù)開發(fā)了一種通用的間接熒光傳感策略，用于高靈敏、高選擇性、快速檢測微囊藻毒素。該策略以微囊藻毒素作為模型分析物設(shè)計間接熒光傳感機制，以分子印跡聚合物(MIPs)薄膜包裹鐵酸鋅納米顆粒(ZnFe2O4@MIPs)作為模擬猝滅劑，并與熒光量子點結(jié)合制備功能化紙基芯片。在識別過程中，分子印跡聚合物的印跡空腔不僅充當捕獲微囊藻毒素分子的結(jié)合位點，而且作為連通鐵酸鋅納米顆粒和熒光量子點之間電子轉(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之間電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致量子點熒光強度恢復(fù)。本研究首次設(shè)計了“可滑動夾”型紙基芯片，無需樣品前處理，構(gòu)建了在復(fù)雜環(huán)境下痕量、高效檢測微囊藻毒素的多功能平臺，并應(yīng)用于無錫太湖實際水樣中的微囊藻毒素快速靈敏檢測(檢測限為0.43 μg/L，時間為20min)。該策略是對熒光惰性類目標物的高靈敏檢測的重要嘗試。
 

　　研究工作得到國家自然科學(xué)基金和山東省自然科學(xué)基金重點項目等的支持。
 

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構(gòu)建示意圖