《Talanta》:Ultrasensitive Analysis of Patulin Using Aggregation-Induced Electrochemiluminescence Active Polymer Dots as Probe
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•报道了一种用于检测棒曲霉素(PAT)的聚集诱导电化学发光传感器。•该传感器对PAT表现出高灵敏度和优异的选择性。•该传感器在苹果样品中表现出可靠的结果。引言棒曲霉素(PAT)是由青霉属、曲霉属和丝衣霉属物种产生的一种毒性真菌毒素,广泛存在于谷物、水果、蔬菜和动物饲料中。[1]腐
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报道了一种用于检测棒曲霉素(PAT)的聚集诱导电化学发光传感器。
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该传感器对PAT表现出高灵敏度和优异的选择性。
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该传感器在苹果样品中表现出可靠的结果。
引言
棒曲霉素(PAT)是由青霉属、曲霉属和丝衣霉属物种产生的一种毒性真菌毒素,广泛存在于谷物、水果、蔬菜和动物饲料中。[1]腐烂的苹果和苹果衍生产品是PAT污染的主要来源。常规食品加工无法完全消除PAT,其容易通过膳食摄入进入人体,引起恶心、严重呕吐、腹痛和头晕。[2]鉴于其高毒性和广泛污染,全球已制定了严格的监管限量:欧盟将婴儿果汁的最大残留限量设定为10 μg/kg,普通果汁为50 μg/kg,而中国和美国食品药品监督管理局对果汁产品均采用50 μg/kg的限量标准。[3]PAT的广泛污染和显著健康风险促使开发快速灵敏的检测方法以减轻其潜在健康危害。
目前已开发了多种PAT分析技术,如高效液相色谱法(HPLC)、[4]气相色谱-质谱联用法(GC-MS)、[5]液相色谱-质谱联用法(LC-MS)、[6],[7]电化学法、[8]光学法、[9],[10]比色法[11]和电化学发光法(ECL)。[12],[13]其中,ECL结合了电化学可控激发与光学灵敏检测,具有背景干扰低和信号放大简便的特点,特别适合痕量分析。[14],[15],[16],[17],[18],[19],[20],[21],[22],[23],[24],[25],[26],[27]值得注意的是,近年来新兴的聚集诱导电化学发光(AIECL)因其发光体在聚集态下具有高ECL效率而受到广泛关注,并已应用于免疫分析、[28],[29]生物传感、[30],[31],[32]环境监测、[33],[34]和单细胞成像分析等多个领域。[35],[36],[37]特别是基于聚合物点(Pdots)的AIECL因其共轭介导的协同信号放大效应、良好的生物相容性和低成本而脱颖而出。[38],[39],[40],[41],[42]例如,Hua等人利用具有AIECL活性的Pdots实现了对UO?2?的超灵敏检测。[43]Wang等人开发了一种具有AIECL行为的自增强Pdots探针,用于痕量放射性碘蒸气的检测。[44]Xiang等人构建了一种“开-关-开”型AIECL适配体传感器,用于脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和相思豆毒素(ABR)的超灵敏序贯检测。[45]据我们所知,AIECL用于PAT检测的应用尚未见报道。
在本工作中,通过芴基单体与四苯基乙烯的共聚反应合成了具有AIECL活性的聚合物。通过将AIECL活性Pdots与ECL共振能量转移(ECL-RET)策略相结合,构建了用于灵敏检测PAT的“关-开”型传感平台。偶联互补DNA的Pdots作为信号探针,而黑洞猝灭剂(BHQ)标记的PAT适配体(BHQ-Apt)作为识别元件。在不存在PAT时,Pdots与BHQ部分之间发生ECL-RET,抑制ECL信号,使传感器处于“关”状态。加入PAT后,适配体解离中断能量转移,恢复ECL信号,使传感器切换到“开”状态。结果表明,该传感器的检测限为0.076 pg/mL,线性范围为0.1-10000 pg/mL。该传感器对常见干扰真菌毒素表现出优异的选择性,并在实际苹果样品分析中表现出可靠的性能,凸显了AIECL技术在食品安全痕量分析中的巨大潜力。
章节片段
实验部分
Pdots的制备、实际样品、AIECL适配体传感器的构建以及ECL测量均在补充材料(SI)中给出。所用DNA序列列于表S1中。
聚合物和Pdots的合成与表征
共轭聚合物的合成方法如下:向M-1(84.5 mg,0.103 mmol)、M-2(60.0 mg,0.103 mmol)和碳酸钠(Na?CO?;109.2 mg,1.03 mmol)的甲苯/H?O(5 mL/1 mL)溶液中加入Pd(PPh?)?(11.6 mg,0.010 mmol)。将混合物在N?保护下于80 °C加热3天。冷却至室温后,用DCM萃取混合物。有机相经硅藻土过滤,真空浓缩得到中间体。
结论
总之,我们构建了一种用于超灵敏检测PAT的AIECL适配体传感器。基于ECL-RET信号转导,建立了Pdots的ECL信号与PAT浓度之间的定量关系。所开发的传感器表现出优异的分析性能,具有宽检测范围、低检测限、良好的特异性和令人满意的重现性。重要的是,该传感器已成功应用于实际样品分析,提供了可靠且准确的结果。
CRediT作者贡献声明
张梦萍:撰写—初稿,可视化,方法学,调查。蒋子轩:方法学,调查。陆林辰:方法学,调查。李思怡:方法学,调查。丁伟杰:方法学,调查。刘鸿鑫:撰写—审阅与编辑,撰写—初稿,方法学,调查。徐琴:监督,资源。徐玲玲:撰写—审阅与编辑,撰写—初稿,监督,资金获取。高航:撰写—
竞争利益声明
? 作者声明,他们不存在已知的竞争经济利益或个人关系,这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。
致谢
本研究得到国家自然科学基金(22204075和22504126)、生命分析化学国家重点实验室(SKLACLS2513)以及扬州绿扬金凤人才项目的资助。
张梦萍|陆林辰|蒋子轩|李思怡|刘鸿鑫|丁伟杰|徐玲玲|徐琴|高航