炭疽杆菌是高致病性病原微生物, 引起的炭疽病在我国属于乙类传染病, 因此建立操作简便、 灵敏准确的炭疽杆菌检测方法对预防和控制炭疽传播, 维护公共卫生安全至关重要。 该研究创新性地提出以绿色材料大豆蛋白为保护剂和还原剂, 采用微波加热法合成了一种具有强烈红色荧光发射的大豆蛋白金纳米簇(SPI-AuNCs)。 采用TEM、 UV-Vis、 FL、 XPS、 FTIR等方法表征了SPI-AuNCs的成功合成和部分特殊性能。 结果表明SPI-AuNCs呈球形, 粒径大小在1.8~3.2 nm范围内, 平均粒径为2.65 nm, 在500～550 nm范围内未出现表面等离子体共振峰; SPI-AuNCs的最大激发波长为370 nm, 最大发射波长为680 nm。 SPI-AuNCs的表面官能团主要有—NH、 —COOH、 —OH、 —SH等官能团, 元素的组成主要包括C、 N、 O、 S、 Au元素。 根据Cu2+与SPI-AuNCs表面基团通过配位作用形成非荧光复合物, 使荧光猝灭; 而2,6-吡啶二羧酸(DPA)与Cu2+具有更高的亲和力, 可将Cu2+从SPI-AuNCs表面竞争下来, 使荧光恢复, 据此建立了一种荧光“关-开”策略检测DPA的新方法。 在最佳实验条件下, 荧光恢复率(ΔF/F1)与DPA的浓度在1.15～70.0 μmol·L-1范围内呈良好的线性关系, 线性方程为ΔF/F1=0.011c+0.131, 相关系数r=0.991, 方法检出限为0.34 μmol·L-1。 同时, 通过加标回收实验研究了湖水和牛奶样品中DPA, 得到加标回收率在97.3%～103.6%, 表明了该方法在环境和食品样本DPA的检测中具有很大的应用潜力, 可以为环境监测和食品安全提供方法学支持。

基于裂开型核酸适体序列短、 能有效降低因探针形成二级结构产生假阳性信号等优点, 选择裂开型核酸适体作为特异性识别探针, 核酸染料噻唑橙（TO）为信号探针, 用单壁碳纳米管（SWCNTs）降低背景信号, 利用“适配体-目标分子-适配体”的“三明治”夹心方式, 建立了一种检测ATP的新方法。 在pH 80的Tris-HCl缓冲溶液中, 裂开成两段的ATP适体特异性识别ATP分子, 生成稳定的“适配体-ATP-适配体”复合结构。 单壁碳纳米管对该复合结构的吸附力较弱, 因此该复合物游离在溶液中, TO与其结合而产生强荧光。 当不存在ATP时, 核酸适体探针以单链状态存在, 可通过π—π共轭作用结合到SWCNTs表面, 进而不能与TO结合, TO游离在溶液中荧光非常微弱。 反应体系中ATP浓度越高, 形成的“适配体-ATP-适配体”夹心识别结构复合物越多, 检测到的荧光强度越大, 据此实现对ATP的检测。 在优化实验条件下, 在最大荧光发射波长550 nm处, ATP的浓度在90×10-9～10×10-7 mol·L-1范围内与ΔF/F0值成线性关系, r=0996 4。 该方法加标回收率为952%～104%, 相对标准偏差（RSD）为102%～454%, 检出限达到267×10-9 mol·L-1。 该方法基于功能核酸对目标物亲合力强、 选择识别性高的特点, 对ATP的检测表现出很好的选择性, 实验结果表明, 当相对误差控制在±5%以内时, 200倍的UTP, GTP和CTP均不干扰ATP的测定。 另外, 该方法操作简单、 快速、 无需标记、 灵敏准确, 可用于血清样品中ATP的测定, 在快速检测小分子物质领域中有较好的应用前景。

基于富T碱基序列能特异性识别Hg2+、 氧化石墨烯(GO)对单链DNA(ssDNA)和T-Hg2+-T复合物的亲和力不同以及GO自身具有的模拟酶催化性能, 构建了一种可视化检测水样中痕量Hg2+的新方法。 在pH 4.0的NaAc-HAc缓冲溶液中, 通过π—π堆积作用力, ssDNA可以吸附在GO表面, 致使GO的类过氧化物酶活性减弱, 从而催化H2O2氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)产生的蓝色产物减少, 体系位于波长652 nm处的吸光度值降低; 当待测体系中存在Hg2+时, ssDNA上的胸腺嘧啶碱基(T)与Hg2+发生特异性结合作用, 形成T-Hg2+-似双链结构的稳定复合物, 该复合物与GO的作用力较弱, 不易吸附于其表面, 因此不影响GO的模拟酶活性, 体系吸光度值增强。 在一定条件下Hg2+浓度越大, 覆盖在GO表面的ssDNA越少, 体系吸光度越强, 据此建立检测Hg2+的新方法。 当汞离子浓度在3.26×10-8~9.0×10-7 mol·L-1范围内时, 体系的ΔA值与汞离子浓度呈现良好的线性关系。 其线性方程为ΔA=41.75c(nmol·L-1)+0.048 7, 相关系数r=0.997 3, 检出限为9.79×10-9mol·L-1。 该方法简单、 直观, 抗干扰能力强、 无需昂贵仪器设备, 可用于检测环境水样中Hg2+的含量。

根据目标物诱导核酸分子构象发生变化, 导致体系共振光散射强度增大的原理建立了检测Hg2+的新方法。 当溶液中有Hg2+ 存在时, 基于 “T-Hg2+-T” 特异性结合作用, 促使Hg2+特异核酸探针的构象发生变化, 由单链状态变为刚性双链结构, 使体系共振光散射强度增大。 在波长566 nm处, 当汞离子浓度在7.2×10-9～9×10-8mol·L-1范围内时, 体系的共振光散射增强程度ΔI与汞离子的浓度(c)具有良好的线性关系。 其线性方程为ΔI=5.12c+3.55(r=0.999 5)。 将该方法用于环境水样中汞离子的测定, 相对标准偏差(RSD)小于1.9%; 样品加标回收率为99.4％～104.3％。 该方法以Hg2+的高度特异性核酸探针作为识别元件, 通过控制Hg2+浓度的变化调节共振光散射强度的变化, 将Hg2+的检测转化为对DNA分子构象变化的检测, 该转化有利于增强体系共振光散射强度, 提高方法灵敏度, 该共振光散射检测方法能检测到浓度为2.16×10-9mol·L-1的Hg2+。 同时, 由于“T-T” 错配碱基对对Hg2+的特异结合能力, 显著提高了该分析方法对Hg2+的选择性。 另外, 该方法操作简便、 不需标记。