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近年来,食品安全已成为消费者普遍关注的问题,随着人们生活水平的不断提高,人们对食品安全的要求也越来越高。真菌毒素作为一类小分子次级代谢产物,对人和动物生命健康造成巨大的危害。表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)是一种当前发展快速的新型光谱分析技术,具有高灵敏度、提供分子指纹图谱、抗光漂白等优势,在痕量快速检测中具有广阔的应用前景。因此,制备新型SERS传感器并将其应用于复杂样品真菌毒素的快速、灵敏、高效检测,在食品安全领域至关重要。本文从制备高活性SERS基底入手,结合DNA纳米技术的优势,开发SERS检测真菌毒素的新方法,为食品安全检测提供新思路。主要研究内容及成果如下:1.3D仿生SERS基底的制备及其用于多种真菌毒素的同时检测针对真菌毒素含量低,传统SERS基底受样品干扰严重,无法实现灵敏检测的难题,从生物仿生入手,设计并制备了一种三维(3D)仿花椰菜SERS基底传感器,用于玉米中黄曲霉毒素B1(Aflatoxin B1,AFB1)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZON)和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)三种真菌毒素的快速、灵敏检测。以多孔阳极氧化铝(Anodic aluminum oxide,AAO)为模板,将聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)旋涂于AAO表面,形成PDMS@AAO复合物。在此基础上利用离子溅射手段,在PDMS@AAO复合物表面溅射金纳米粒子,通过对溅射时间优化,制备出具有大量“热点”的仿花椰菜SERS基底。该SERS基底具有优良的SERS增强效果(EF=2.2×106)和优越的信号均一性(RSD=4.57%),可以检测出浓度低至10-12 mol/L的4-巯基苯甲酸(4-mercaptobenzoic acid,4-MBA)。采用该基底首次实现了玉米中AFB1、ZON和DON的非标记同时检测。实验结果表明,该方法对AFB1、ZON和DON三种真菌毒素的检测限分别为1.8 ng/m L、24.8ng/m L和47.7 ng/m L,均达到国标(GB 2761-2017)的要求。为进一步验证该SERS传感器的可行性和实用性,采用加标回收与真实样品为分析物进行检测,实验结果满足实际分析检测要求。2.DNA镊子驱动的SERS探针用于的高灵敏检测为提高真菌毒素检测的灵敏度和特异性,基于DNA纳米技术,以适配体为识别元件,小粒径银纳米颗粒(Ag NPs)为SERS增强基底,4-硝基苯硫酚(4-nitrothiophenol,4-NTP)为信号探针,设计了一种DNA纳米镊子驱动的AFB1生物传感器。DNA纳米镊子可以动态控制两个Ag NPs之间的距离,从而调控Ag NPs上探针分子SERS信号强度。当体系内加入AFB1后,由于适配体特异性结合,使DNA纳米镊子由“打开”状态变为“闭合”状态。此时两个Ag NPs之间的距离也由8.1±2.7 nm减小为3.2±0.8 nm,使探针分子的SERS信号得到极大增强。结果表明,该SERS传感器具有良好的特异性,通过检测探针分子SERS信号强度的变化,实现了对AFB1浓度的定量分析,在最优条件下检测范围为1 ng/m L-0.01 pg/m L,检测限低至5.07 fg/m L。3.CHA信号放大与磁性纳米线结合SERS传感器用于多组分真菌毒素的同时检测为了进一步提高真菌毒素检测的灵敏度,实现多组分真菌毒素高通量检测的目的,设计了拉曼信号分子内嵌式金核银壳纳米粒子(Au@probe@Ag NPs)和具有纳米搅拌棒功能的金包磁性纳米线(Au@MBCs)结构,结合催化发卡自组装(Catalytic hairpin assembly,CHA)作为辅助信号放大工具,构建了可实现了三种真菌毒素的同时快速痕量分析的SERS生物传感器。当目标真菌毒素存在时,由于适配体与靶标的特异性结合,触发CHA反应,使Au@probe@Ag NPs探针表面的发卡DNA H1与Au@MBCs表面的发卡DNA H2相继打开。随着反应的进行,Au@MBCs表面结合越来越多的Au@probe@Ag NPs,同时产生强烈的SERS信号。通过检测内嵌拉曼信号分子SERS信号的变化,可以实现对AFB1、赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)与ZON三种真菌毒素的同时、灵敏检测,检测限分别为0.81 fg/m L、1.07 fg/m L和11.38 fg/m L。