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水是生命之源,水质安全尤为重要,而环境雌激素逐渐成为引发水源化学性污染的重要原因。双酚A(bisphenol A,BPA)和雌二醇(estradiol,E2)作为典型的环境雌激素,因其危害范围广、影响时间长而被广泛关注,故亟待建立快速、简便、高效检测这两种物质的方法。目的本研究以BPA和E2两种典型环境雌激素为研究对象,基于上转换发光技术、生物传感技术和荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)构建两种高效检测BPA和E2的传感技术体系。方法1.基于上转换荧光探针和FRET检测水中BPA。利用改进的溶剂热法合成上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles,UCNPs:NaYF4:Yb3+,Er3+),用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)和傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)等方法表征颗粒。对UCNPs表面修饰制备荧光探针,其可与标记荧光基团的适配体实现FRET,随着体系中BPA浓度的升高,荧光强度值的变化与之呈现相应的线性关系。2.基于AuNP-AuNP-UCNP三联体结构的传感体系高效检测BPA和E2。以纳米金(gold nanoparticles,AuNPs)和上转换颗粒(NaYF4:Yb,Er,Gd UCNPs)为光学探针,二者分别连接BPA和E2的适配体,经总互补序列连接形成AuNP-AuNP-UCNP三联体结构,当加入BPA或E2时,由于适配体和小分子之间的特异性结合,连接有适配体的AuNPs或UCNPs从三联体结构脱落,经过离心测上清液中UCNPs荧光强度和沉淀中金纳米可见吸收强度的变化同时检测BPA和E2。结果1.基于上转换荧光探针和FRET检测水中痕量BPA的实验结果:实验用NaYF4:Yb3+,Er3+UCNPs为六方相且分散均匀,其平均直径约为73 nm,表面包覆6 nm的硅层。在优化的反应条件下,BPA浓度在0.1 ng/mL25 ng/mL与荧光强度呈现良好的线性关系(R2=0.9938),检出限达到0.05 ng/mL。天津海河水的加标回收率在91.00%108.60%之间,相对标准偏差<4.5%。2.基于AuNP-AuNP-UCNP三联体结构的传感体系高效检测BPA和E2的结果:在反应温度为30℃,pH 7.8时,本方法检测BPA和E2的线性范围分别为2 ng/mL200 ng/mL和10 ng/mL150 ng/mL,检出限分别为0.2 ng/mL和0.5ng/mL。本方法用于实际水样中的加标回收率均在86.07%107.35%之间,相对标准偏差<6.8%,三联体结构可在4℃保存9天,检测方法稳定可靠。结论本文成功构建了两种生物传感技术体系用于BPA和E2的检测,检测方法灵敏度高、准确高效、简单实用。本研究在一定程度上为EEs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。