基于毫米波传输技术和多元分析的芝麻油掺假定量检测研究

《Microchemical Journal》：Research on quantitative detection of sesame oil adulteration based on millimeter-wave transmission technology and multivariate analysis

该研究开发了基于Arg@ATT-AuNCs的双信号检测平台，通过荧光淬灭与智能手机比色法实现抗坏血酸（AA）的定量检测。通过氢键作用增强AuNCs荧光量子产率达64.4%，AA的抗氧化特性抑制多巴胺自聚，从而保留荧光信号。比较发现肥胖小鼠AA代谢水平显著降低，证实AA可作为高脂饮食相关肾氧化损伤的潜在诊断生物标志物。

　　本研究致力于开发一种更加敏感和多功能的传感平台，以实现对生物活性分子的高效分析。金纳米簇（AuNCs）作为荧光传感器的核心组成部分，因其独特的光学特性、良好的生物相容性以及简便的合成方法，被广泛应用于生物传感领域。研究团队通过设计一种基于AA检测的荧光与智能手机颜色传感相结合的双模式平台，实现了对生物体内关键分子的精准检测与快速诊断。这种传感平台不仅能够满足高精度分析的需求，还具备即时、便捷和低成本的检测优势，适用于多种应用场景。

AA作为一种重要的抗氧化剂，具有显著的还原能力和广泛的生物功能。在人体内，AA参与多种生物分子的合成与代谢过程，包括胶原蛋白、神经递质和免疫调节因子等。由于人类无法自行合成AA，因此必须依赖外界摄入，通过食物摄取以维持体内正常的AA水平。正常健康个体的血清AA浓度通常在0.6至2毫克/分升（34至114微摩尔/升）之间。然而，当AA水平下降时，可能会引发一系列不良反应，如疲劳、抑郁，甚至严重疾病如坏血病。因此，AA的检测对于健康评估和疾病预防具有重要意义。

肥胖作为一种复杂的疾病，对全球公共健康系统构成了重大挑战。其成因包括饮食习惯、缺乏运动、环境因素、遗传倾向以及药物干预等。同时，肥胖也是多种代谢性疾病的重要风险因素，如2型糖尿病、非酒精性脂肪肝以及慢性肾病等。研究表明，患有糖尿病肾病的人类和实验动物体内AA水平较低，这可能与肥胖导致的氧化应激增强有关。肥胖引起的细胞和组织中活性氧（ROS）的过度积累，会导致氧化损伤，而AA作为重要的抗氧化剂，能够有效对抗这种损伤，保护细胞功能。

在本研究中，团队利用金纳米簇的特性，结合AA的代谢特性，开发了一种新型的双模式传感平台。该平台通过荧光和颜色变化两种方式实现对AA的检测。在碱性条件下，多巴胺（DA）能够发生氧化自聚合作用，生成聚多巴胺（PDA），从而导致荧光信号的减弱。然而，AA的抗氧化能力可以抑制DA的聚合过程，维持荧光信号的稳定性，实现对AA含量的定量检测。这一发现不仅为AA的检测提供了新的思路，也为相关疾病的诊断提供了重要的生物标志物。

此外，团队还通过建立正常和肥胖小鼠模型，对AA的代谢进行了比较分析。研究发现，肥胖小鼠体内的AA水平显著低于正常小鼠，这表明AA可能成为一种潜在的生物标志物，用于评估高脂饮食引起的肾部氧化损伤。这种双模式传感平台的构建，不仅提高了AA检测的准确性和效率，还为其他疾病标志物的检测提供了新的研究方向。通过将荧光和颜色传感技术相结合，团队成功实现了对AA的高灵敏度检测，为疾病诊断和健康监测提供了有力的工具。

研究团队还系统地探索了金纳米簇在生物传感中的应用。他们开发了基于金纳米簇的纳米复合材料系统，用于检测黑色素、葡萄糖、L-半胱氨酸以及L-赖氨酸等生物分子，并应用于细胞成像研究。这些传感器表现出优异的分析性能和实际应用价值，为生物医学检测和临床诊断提供了重要的技术支持。在本研究中，团队进一步优化了金纳米簇的性能，通过引入精氨酸（Arg）与6-氮杂-2-硫代胸腺嘧啶（ATT）之间的主客体相互作用，提高了金纳米簇的荧光量子产率（QY）。

研究过程中，团队首先制备了具有荧光性能的ATT-AuNCs，随后通过主客体相互作用，将Arg引入到ATT-AuNCs中，形成Arg@ATT-AuNCs。这一过程显著提高了金纳米簇的荧光强度，使其在530纳米波长下的荧光量子产率从1.7%提升至64.4%。通过这一优化，团队成功构建了一种具有高灵敏度和稳定性的荧光传感平台。同时，该平台还能够通过颜色变化实现对AA的检测，为疾病诊断提供了多种可能的信号输出方式。

在实验验证阶段，团队通过透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）技术对ATT-AuNCs和Arg@ATT-AuNCs的形态和粒径进行了表征。结果显示，两种纳米簇均具有良好的分散性，其平均粒径分别为2.15纳米和2.42纳米。Arg@ATT-AuNCs的粒径略大于ATT-AuNCs，这可能是由于Arg的引入增加了纳米簇的尺寸。同时，DLS分析进一步证实了Arg@ATT-AuNCs的水动力直径（10.67纳米）大于ATT-AuNCs（7.95纳米），表明Arg的加入对纳米簇的结构和性质产生了显著影响。

团队还通过一系列实验验证了该传感平台的性能。在碱性条件下，DA能够发生氧化自聚合作用，形成PDA，从而导致Arg@ATT-AuNCs的荧光信号减弱。然而，AA的抗氧化作用能够有效抑制DA的聚合过程，维持Arg@ATT-AuNCs的荧光信号稳定。这一现象为AA的检测提供了新的机制，使得荧光信号的变化能够准确反映AA的浓度变化。同时，该平台的颜色变化信号也能够被智能手机捕捉，实现了对AA的即时检测。

研究团队还对AA的代谢过程进行了深入探讨。通过比较正常和肥胖小鼠模型中的AA水平，发现肥胖小鼠体内的AA含量显著降低。这表明AA可能成为一种潜在的生物标志物，用于评估高脂饮食引起的氧化损伤。此外，研究还发现，肥胖加速了AA的代谢过程，导致体内抗氧化能力的下降，从而加重了肾部的氧化损伤。这些发现为AA在疾病诊断中的应用提供了重要的理论依据。

本研究的创新之处在于，团队成功开发了一种基于AA检测的荧光与智能手机颜色传感相结合的双模式平台。这种平台不仅能够实现对AA的高灵敏度检测，还能够通过颜色变化实现快速诊断。同时，该平台的构建为其他疾病标志物的检测提供了新的研究思路，具有广泛的应用前景。通过将荧光和颜色传感技术相结合，团队成功实现了对AA的多信号检测，为生物医学研究和临床诊断提供了重要的工具。

在实验设计方面，团队首先制备了具有荧光性能的ATT-AuNCs，随后通过主客体相互作用引入Arg，形成Arg@ATT-AuNCs。这一过程显著提高了金纳米簇的荧光量子产率，使其在530纳米波长下的荧光强度大幅提升。同时，该平台在碱性条件下能够通过DA的自聚合作用实现对AA的检测，而在AA存在的情况下，DA的聚合过程被有效抑制，维持了荧光信号的稳定性。这种双重机制使得该平台能够在不同条件下实现对AA的精准检测。

此外，团队还通过建立正常和肥胖小鼠模型，对AA的代谢进行了系统分析。研究发现，肥胖小鼠体内的AA水平显著低于正常小鼠，这表明AA可能成为一种潜在的生物标志物，用于评估高脂饮食引起的氧化损伤。同时，肥胖加速了AA的代谢过程，导致体内抗氧化能力的下降，从而加重了肾部的氧化损伤。这些发现为AA在疾病诊断中的应用提供了重要的理论依据。

本研究的成果表明，基于AA检测的双模式传感平台具有重要的应用价值。该平台不仅能够实现对AA的高灵敏度检测，还能够通过颜色变化实现快速诊断。同时，该平台的构建为其他疾病标志物的检测提供了新的研究思路，具有广泛的应用前景。通过将荧光和颜色传感技术相结合，团队成功实现了对AA的多信号检测，为生物医学研究和临床诊断提供了重要的工具。

在实际应用中，该传感平台能够满足不同场景下的检测需求。一方面，荧光检测能够提供高精度的分析结果，适用于实验室环境下的深入研究；另一方面，智能手机颜色传感能够实现即时、便捷和低成本的检测，适用于现场快速诊断。这种双模式的互补性使得该平台在实际应用中更加灵活和高效。同时，该平台的构建为其他疾病标志物的检测提供了重要的参考，具有广阔的发展空间。

本研究的创新性在于，团队成功开发了一种基于AA检测的双模式传感平台，结合了荧光和颜色变化两种信号输出方式。这种平台不仅能够实现对AA的高灵敏度检测，还能够通过颜色变化实现快速诊断。同时，该平台的构建为其他疾病标志物的检测提供了新的研究思路，具有广泛的应用前景。通过将荧光和颜色传感技术相结合，团队成功实现了对AA的多信号检测，为生物医学研究和临床诊断提供了重要的工具。

在实验过程中，团队通过一系列优化措施，提高了金纳米簇的荧光性能。通过引入Arg与ATT之间的主客体相互作用，不仅增强了金纳米簇的荧光强度，还改善了其稳定性。这种改进使得金纳米簇能够在不同条件下保持良好的检测性能，为AA的检测提供了可靠的基础。同时，该平台的颜色变化信号能够被智能手机捕捉，实现了对AA的即时检测，为疾病诊断提供了新的手段。

本研究的成果表明，基于AA检测的双模式传感平台具有重要的应用价值。该平台不仅能够实现对AA的高灵敏度检测，还能够通过颜色变化实现快速诊断。同时，该平台的构建为其他疾病标志物的检测提供了新的研究思路，具有广泛的应用前景。通过将荧光和颜色传感技术相结合，团队成功实现了对AA的多信号检测，为生物医学研究和临床诊断提供了重要的工具。

此外，研究团队还对AA的代谢过程进行了深入探讨。通过比较正常和肥胖小鼠模型中的AA水平，发现肥胖小鼠体内的AA含量显著低于正常小鼠，这表明AA可能成为一种潜在的生物标志物，用于评估高脂饮食引起的氧化损伤。同时，肥胖加速了AA的代谢过程，导致体内抗氧化能力的下降，从而加重了肾部的氧化损伤。这些发现为AA在疾病诊断中的应用提供了重要的理论依据。

综上所述，本研究成功开发了一种基于AA检测的双模式传感平台，结合了荧光和颜色变化两种信号输出方式。这种平台不仅能够实现对AA的高灵敏度检测，还能够通过颜色变化实现快速诊断。同时，该平台的构建为其他疾病标志物的检测提供了新的研究思路，具有广泛的应用前景。通过将荧光和颜色传感技术相结合，团队成功实现了对AA的多信号检测，为生物医学研究和临床诊断提供了重要的工具。该研究不仅推动了AA检测技术的发展，也为相关疾病的诊断提供了新的可能性。