综述：一种利用铅-2,3-二巯基丁二酸螯合物催化金纳米星蚀刻的新型比色铅离子检测方法

本文开发了一种基于金纳米星（GNSs）和2,3-二巯基丁二酸（DMSA）螯合铅（Pb2+）的快速比色检测技术，通过DMSA-Pb催化GNSs蚀刻引起局部表面等离子体共振（LSPR）峰位移，实现2 nM检测限，30分钟内完成环境水样和食品中铅的精准检测，灵敏度显著优于传统ICP-MS方法。

　　

引言

铅作为全球性环境污染物，通过工业排放、含铅建材和食品链威胁人类健康，尤其对儿童神经发育具有不可逆损伤。传统检测方法如电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）虽精准但成本高昂，亟需开发快速、经济的替代方案。

材料与方法

研究团队通过酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）基因敲除株筛选出铅特异性螯合剂DMSA，经甲基百里酚蓝（MTB）显色和傅里叶红外光谱（FT-IR）验证其1:1螯合特性。采用HEPES缓冲体系合成具有纵向LSPR峰（640 nm）的金纳米星（GNSs），其三维分支结构经透射电镜（TEM）确认。

结果与讨论

DMSA螯合特异性
酵母突变株fet3Δ在100 μM Pb²⁺下生长抑制被DMSA完全逆转，而其他金属（Cd²⁺、Hg²⁺等）无此效应。MTB竞争实验显示DMSA浓度达1 mM时，Pb²⁺-MTB复合物特征峰（608 nm）吸光度下降85%。

GNSs蚀刻机制
DMSA-Pb与硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）协同引发GNSs尖端蚀刻，溶液颜色由蓝绿渐变为粉紫，伴随LSPR峰蓝移至565 nm。优化条件（pH 9.5，5 μM DMSA，2 mM Na₂S₂O₃）下，20-200 nM Pb²⁺浓度与Δλ呈线性相关（R²=0.991）。

实际应用验证
检测云星湖水体（加标50 nM）回收率达96.3-110.7%，六种食品（大米、葡萄等）检测结果与ICP-MS偏差<20%。该方法在2分钟内可识别低于WHO饮用水限值（72.4 nM）的铅污染。

展望

当前样品酸消解步骤仍需优化以实现绿色检测。GNSs平台为重金属监测提供了兼具纳米光学特性与生物兼容性的创新工具，未来可拓展至其他重金属的多重检测。