基于ZIF-8封装银纳米花与主客体识别协同放大的超灵敏SERS生物传感器检测双酚S

针对双酚S(BPS)检测中灵敏度不足、特异性差等问题，研究人员开发了一种基于AgNFs@ZIF-8@β-CD基底与主客体识别信号放大的SERS生物传感器。该传感器通过分子印迹聚合物(MIP)和适配体(APT)双重识别，结合β-环糊精(β-CD)对亚甲基蓝(MB)的级联捕获，实现了1.36×10?14 M的超低检测限，为环境与食品安全监测提供了新方法。

　　

双酚S（Bisphenol S, BPS）作为双酚A的替代品，广泛存在于食品包装、儿童奶瓶、医疗设备和热敏收据中。尽管其应用日益普遍，但研究表明BPS可通过皮肤、口腔和呼吸道进入人体，引发肥胖、癌症、心血管疾病和糖尿病等健康问题，尤其对女性生殖系统具有潜在危害。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和电化学分析存在设备昂贵、操作复杂、灵敏度不足等缺陷。表面增强拉曼散射（SERS）技术虽具有高灵敏度，但银纳米材料易氧化失活，且单纯依赖核酸信号扩增会引入干扰。这些瓶颈严重制约了BPS的精准监测需求。

针对上述挑战，中国的研究团队在《Microchemical Journal》发表了一项创新研究。他们设计了一种基于银纳米花（AgNFs）与沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8）复合基底的双增强SERS生物传感器，结合主客体识别放大策略，实现了BPS的超灵敏检测。该传感器整合了分子印迹聚合物（MIP）和适配体（APT）双重识别元件，通过β-环糊精（β-CD）对亚甲基蓝（MB）的级联捕获产生信号放大，检测限低至1.36×10^?14 M，成功应用于塑料奶嘴、收据和河水样本的检测。

关键技术包括：1）原位生长法制备AgNFs@ZIF-8复合基底，利用ZIF-8的多孔结构稳定银纳米花；2）通过β-CD修饰实现MB分子的主客体识别富集；3）构建MIP-APT夹心结构增强特异性识别；4）采用便携式拉曼光谱仪进行信号采集。

研究结果

1. AgNFs@ZIF-8基底特性：ZIF-8包覆使AgNFs抗氧化性提升3倍，其三维孔隙结构产生均匀的SERS"热点"，对R6G的增强因子达10⁸。
2. 双重识别机制：APT与MIP协同作用使传感器对BPS的选择性优于结构类似物（双酚A、双酚F）5-8倍。
3. 级联信号放大：β-CD每轮可结合6-8个MB分子，通过多次主客体识别使信号强度提升12倍。
4. 实际样本检测：在加标回收实验中，河水样本回收率为92.3%-106.7%，RSD<5.2%。

结论与意义
该研究通过ZIF-8封装解决了SERS基底稳定性难题，创新性地将主客体识别引入信号放大系统，其检测灵敏度比传统ELISA方法提高4个数量级。这种"纳米材料保护+分子识别+级联放大"的多级增强策略，为环境污染物监测提供了普适性技术框架。特别值得注意的是，该传感器在热敏纸这类复杂基质中仍保持优异性能，这对收据等日常接触材料的风险管控具有重要实践价值。作者团队进一步指出，此技术平台可拓展至其他内分泌干扰物的检测，为构建便携式食品安全快检设备奠定基础。