近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所“飼料質(zhì)量安全檢測與評價(jià)”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制了基于金屬有機(jī)框架（MOFs）的復(fù)合傳感材料，首次實(shí)現(xiàn)牛奶樣品中二噁英超痕量、快速SERS傳感分析。該成果以“Zr-MOF-Induced Smart Accumulation Enables Surface-Enhanced Raman Spectroscopic Detection of Dioxin at ppt Level in Food Samples”為題，發(fā)表于美國化學(xué)會（ACS）旗下分析化學(xué)與傳感器領(lǐng)域旗艦期刊ACS Sensors（IF=9.618, 中科院化學(xué)/分析化學(xué)1區(qū)TOP）。

 

　　二噁英是典型的持久性有機(jī)污染物（POPs），具有致畸、致癌、致突變的性質(zhì)，被國際癌癥研究中心列為人類一級致癌物，具有“世紀(jì)之毒”的稱號，極易在自然界擴(kuò)散和動(dòng)物體內(nèi)蓄積，被公認(rèn)為對人體健康具有極大潛在危害的全球性散布有機(jī)污染物。二噁英通過環(huán)境進(jìn)入食物鏈，已成為新興的，影響食品安全的重要因素之一。由環(huán)境污染引起食品中二噁英暴露水平往往較低，一般在ppt（即萬億分之一）濃度水平，對其檢測屬于超痕量分析，目前主要依靠高分辨磁質(zhì)譜等大型精密儀器進(jìn)行分析，前處理復(fù)雜，質(zhì)控條件苛刻，檢測周期長，分析成本高，一直是分析化學(xué)領(lǐng)域的難點(diǎn)。

 

　　我所飼料質(zhì)量安全檢測與評價(jià)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在前期研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種具有兩種微孔結(jié)構(gòu)的鋯基金屬M(fèi)OF材料，并以此為基礎(chǔ)創(chuàng)新了“高熱點(diǎn)”傳導(dǎo)的SERS復(fù)合傳感基底，揭示了目標(biāo)物與基底表面相互作用精細(xì)結(jié)構(gòu)，闡明了基于π-π*堆積誘導(dǎo)目標(biāo)分子富集與拉曼“指紋”信號原位增強(qiáng)機(jī)制。同時(shí)，研究通過比較基于不同苯環(huán)數(shù)量配體的Zr-MOF制備得到不同AuNP/Zr-MOF復(fù)合基底對目標(biāo)物的SERS增強(qiáng)活性，提出了基于吸附能差誘導(dǎo)的SERS增強(qiáng)新策略。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了實(shí)際牛奶樣品中2,3,7,8-TCDD的高靈敏快速SERS分析，分析靈敏度1.2 pg/mL，30分鐘內(nèi)完成檢測。與國際“金標(biāo)”分析方法相比，在保證分析靈敏度和可靠性前提下，大大提高了分析效率，降低了檢測成本。研究為二噁英等持久性有機(jī)污染物防控提供了新的技術(shù)手段，同時(shí)也為超痕量目標(biāo)物的光學(xué)傳感分析開辟了新思路。

 

　　研究得到國家“十四五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目和院科技創(chuàng)新工程資助。質(zhì)標(biāo)所程劼研究員為論文第一作者，蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部賀競輝教授和質(zhì)標(biāo)所王培龍研究員為共同通訊作者。

 

　　原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.3c00639