禹重科技致力于智能實驗室綜合解決方案的提供。近日,我司與中國農業大學合作,在食品中有毒有害物的快速檢測方面有了重大進展,該技術已申請中國發明,并在國際著名食品領域期刊《Food Chemistry》(中科院農林科學類1區,IF:7.5)發表題目為“An ultralow concentration of Al-MOFs for turn-on fluorescencedetection of aflatoxin B1 in tea samples”( /science/article/pii/S030881462200351X)的研究成果。
是黃曲霉、寄生曲霉等某些菌株產生的雙呋喃環類毒素,被國際癌癥研究機構(IARC)定為I類致癌物,其衍生物約有20多種,在極低濃度下即可對生物體致癌、致畸、致突變。B1(AFB1)是農作物產品在收獲、儲存、加工中產生的最易產生、毒性的一類代謝產物,具有耐高溫特性,且自身的化學性質穩定。
當前檢測B1的方法有酶聯免疫吸附法、高效液相色譜法、膜基免疫法、熒光測定法等。酶聯免疫吸附法相比其他方法得到的回收率和相對標準偏差較差;高效液相色譜法的前處理復雜、耗時長、靈敏度低;膜基免疫法對前處理要求高、并要求準確的極化讀數。而熒光測定法以熒光材料(有機熒光染料或熒光納米材料)為信號平臺,利用熒光納米材料的猝滅和增強效果進而實現有效檢測,其相較于上述其他方法具有簡單、靈敏、易操作、低成本等優點。常用來檢測B1的熒光納米材料有碳點(CDs)、量子點(QDs)、金屬納米團簇(MNC)、發光金屬有機骨架材料等。但是這些熒光材料中,碳點體積小,分離純化難度大;量子點和金屬納米團簇穩定性較差,重復利用率低,且通常要結合價格昂貴且易失活的適配體,因此尋求低成本的、非適配體輔助和性能優良的熒光材料至關重要。
發光金屬有機骨架材料(LMOFs)是指由共軛的有機配體和金屬離子組成的、具有發光特性的多孔晶體材料,它除了保有金屬有機骨架材料的超高孔隙率、功能多樣、結構多變、比表面積和孔體積大、孔徑均勻等特性,還有水穩定性好、熱穩定性好、發射強度大、成本低等優勢。近年來的研究發現,基于發光金屬有機骨架材料的熒光法具有對檢測物高靈敏度,高選擇性,以及快速響應和實時監控等顯著優勢。但是目前基于發光金屬有機骨架材料的B1熒光檢測方法均為熒光猝滅型的,這使得檢測限相對較低,而且因發光金屬有機骨架材料檢測用量較大,成本較高。
鋁金屬有機骨架材料具有相對廉價和制備方法便捷性的優點,尤其是其*的“呼吸效應”,可在壓力、溫度和客體分子的外界刺激下,自身結構發生變化,為調變其熒光性能提供了可能性。
結合分子尺寸篩分理念,我們發現AFB1可在低濃度鋁金屬有機骨架材料分散液中自由進入鋁金屬有機骨架材料空腔內,此時鋁金屬有機骨架材料呈現“呼吸效應”中的窄孔結構,其分子內旋轉受到限制,剛性結構加強,導致非弛豫輻射效率降低,從而出現熒光增強即“turn on”現象。這也是目前次報道的基于非適配體LMOFs為熒光發射平臺來檢測AFB1的案例,其熒光增強系數高達179404 M-1。進一步研究表明該LMOFs可在復雜基質如茶湯中對AFB1有很好的熒光檢測性能,說明該檢測技術有優良的抗基質力。這種*的“Turn on”型熒光檢測技術為食品中有毒有害物的快速檢測創造了便利的條件。
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