适配体介导的金纳米棒电荷中和与聚集用于食品中邻苯二甲酸二 (2-乙基己基) 酯及其从 PET 容器中释放的快速目视监测

《Food Chemistry》：Aptamer-mediated charge neutralization and aggregation of gold nanorods for fast visual monitoring of di(2-ethylhexyl) phthalate in foods and its release from PET containers

　　• 开发了一种新的基于适配体诱导电荷中和及金纳米棒（AuNRs）聚集的策略，用于便捷地检测邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）。• 该策略的检测限（LOD）为4.2 nM，远低于美国环保署（EPA）设定的饮用水限值。• 该平台适用于监测食品中的DEHP及其从容器中的释放。## 引言邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）是邻苯二甲酸酯类增塑剂家族中的重要成员，广泛应用于食品包装、医疗器械和日常消费品（Muchangos等人，2019）。值得注意的是，DEHP与聚合物基质呈非共价结合（Naveen等人，2022），这使其在储存和使用过程中极易迁移至相邻介质，如食品（Wang等人，2020）和血液制品（Ingram等人，2018）。长期暴露于DEHP已被证实与生殖毒性（Ma等人，2021；Pogrmic-Majkic等人，2022）、发育毒性（Mu等人，2018）、神经毒性效应（Kühne等人，2026；Liu等人，2023）、心脏毒性（Yang、Tao等人，2024；Lee等人，2025）以及潜在致癌效应（Kim等人，2022；Zhou等人，2025）相关，同时也与不孕症（Zhang、Liu和Chen，2024）、乳腺癌进展和复发（Hsieh等人，2022）以及不良心血管结局（Wen等人，2022）相关。美国环保署（EPA）指南规定的DEHP饮用水上限为15.4 nM（Isci，2024）。因此，开发一种快速可靠的DEHP检测传感系统具有极其重要的意义，尤其对于食品安全评估和暴露控制而言。目前DEHP的分析主要依赖于色谱技术，包括与各种检测器联用的高效液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）（Kayali等人，2006；Sambolino等人，2022；Soko?owski等人，2024）。然而，这些方法通常受限于高昂的仪器成本、繁琐的样品制备以及对专业操作人员的依赖，极大地限制了其在食品样品中DEHP污染快速监测方面的适用性。近年来，生物/化学传感系统已被证明在快速监测各种分析物方面具有广阔前景，涵盖荧光（Gong等人，2026；Wang等人，2021）、电化学（Zhang、Zhang等人，2024；Yang等人，2026）和光谱学（Tu等人，2019）等多种方法。其中，视觉传感器由于其操作简便、响应快速且无需依赖复杂设备即可直接目视读取结果，因而尤其引人注目（Ye等人，2024）。迄今为止，比色传感系统主要基于两种显色模式：3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）的氧化和金纳米粒子（AuNPs）的聚集（Lei等人，2022；Zhang等人，2023；Zhu等人，2025）。然而，食品样品中的还原性物质如葡萄糖、维生素C和尿酸通常会影响TMB的氧化（Facure等人，2022；Li等人，2025）。对于金纳米粒子，常见的无标记比色方法主要基于盐诱导的聚集（Liu和Li，2019；Yang、Feng等人，2024）。这种聚集是一个相对复杂的动力学过程，样品颜色持续变化，使得定量测量变得困难（Zhang等人，2022）。因此，一种新的显色策略用于便捷快速地检测DEHP仍然非常值得探索。在本工作中，我们发现十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）稳定的金纳米棒（AuNRs）的分散性受盐的影响较小。同时，带负电的DNA适配体也容易吸附在带正电荷的CTAB-金纳米棒上，导致AuNRs的电荷中和和聚集，颜色从酒红色变为蓝灰色。因此，这种适配体介导的AuNRs聚集有望用于准确的生物传感。在DEHP分析过程中，适配体可特异性结合DEHP并形成稳定的适配体-DEHP复合物，从而抑制AuNRs的聚集，保持AuNRs分散的酒红色状态。因此，DEHP可通过颜色变化简单地测定。这种简便且响应快速的传感系统对于便捷监测食品中DEHP的污染和迁移非常具有吸引力，极大地增强了对DEHP相关健康风险的控制。## 各章节摘要### 化学品和试剂氯金酸三水合物（HAuCl?·3H?O）、硼氢化钠（NaBH?）、L-抗坏血酸（AA）、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯（DEHP）和硝酸银（AgNO?）均购自阿拉丁（中国上海）。十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和Tris-HCl购自Sigma-Aldrich（中国上海）。DEHP适配体序列，5'-ACG-CAT-AGG-GTG-CGA-CCA-CAT-ACG-CCC-CAT-GTA-TGT-CCC-TTG-GTT-GTG-CCC-TAT-GCG-T-3'，由生工生物（中国上海）合成。所有试剂均为……### 适配体介导的AuNRs电荷中和与聚集由于磷酸骨架的存在，适配体带负电，而CTAB稳定的AuNRs带正电。因此，我们假设适配体可以很容易地吸附在AuNRs表面，从而导致AuNRs的电荷中和和聚集。如图1A所示，AuNRs显示出以约770 nm为中心的纵向局域化表面等离激元共振（LSPR）特征吸收带和酒红色，表明其在水溶液中具有良好的分散性。加入……### 结论在本工作中，我们开发了一种适配体诱导的电荷中和及金纳米棒（AuNRs）聚集策略，用于便捷监测食品中的DEHP及其从PET容器中的释放。所提出的策略简单且灵敏，检测限较低（4.2 nM），远低于美国EPA在饮用水中允许的DEHP最大浓度。适配体诱导的AuNRs聚集系统显色非常稳定，吸收变化仅为……### CRediT作者贡献声明**何雨美（Yumei He）：** 撰写—初稿、可视化、验证、方法学、调查研究、形式化分析、概念化。**冯丽君（Lijun Feng）：** 验证、方法学、调查研究、数据整理。**邓俊荣（Junrong Deng）：** 验证、调查研究、形式化分析。**陈爽（Shuang Chen）：** 资源、调查研究、数据整理。**张新锋（Xinfeng Zhang）：** 撰写—审阅与编辑、监督、项目管理、资金支持获取、概念化。### 利益冲突声明作者声明他们没有任何已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。### 致谢作者衷心感谢四川省科技项目（编号：2024NSFJQ0061）和国家地质灾害防治与地质环境保护重点实验室独立研究项目（编号：SKLGP 2023Z009）的经费支持。何雨美 | 冯丽君 | 邓俊荣 | 陈爽 | 张新锋