近日，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與檢測技術研究所“飼料質(zhì)量安全檢測與評價”創(chuàng)新團隊創(chuàng)制了基于金屬有機框架（MOFs）的復合傳感材料，首次實現(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)表于美國化學會（ACS）旗下分析化學與傳感器領域旗艦期刊ACS Sensors（IF=9.618, 中科院化學/分析化學1區(qū)TOP）。
二噁英是典型的持久性有機污染物（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“世紀之毒”的稱號，極易在自然界擴散和動物體內(nèi)蓄積，被公認為對人體健康具有極大潛在危害的全球性散布有機污染物。二噁英通過環(huán)境進入食物鏈，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行分析，前處理復雜，質(zhì)控條件苛刻，檢測周期長，分析成本高，一直是分析化學領域的難點。
我所飼料質(zhì)量安全檢測與評價創(chuàng)新團隊在前期研究的基礎上，設計了一種具有兩種微孔結構的鋯基金屬MOF材料，并以此為基礎創(chuàng)新了“高熱點”傳導的SERS復合傳感基底，揭示了目標物與基底表面相互作用精細結構，闡明了基于π-π*堆積誘導目標分子富集與拉曼“指紋”信號原位增強機制。同時，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復合基底對目標物的SERS增強活性，提出了基于吸附能差誘導的SERS增強新策略。在此基礎上，實現(xiàn)了實際牛奶樣品中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”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污染物防控提供了新的技術手段，同時也為超痕量目標物的光學傳感分析開辟了新思路。
研究得到國家“十四五”重點研發(fā)計劃青年科學家項目和院科技創(chuàng)新工程資助。質(zhì)標所程劼研究員為論文第一作者，蘇州大學材料與化學化工學部賀競輝教授和質(zhì)標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
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