2015年6月17日，“第四屆中國食品與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測技術(shù)國際論壇暨展覽會”在北京國家會議中心開幕。此次會議特別設(shè)置了“食品與農(nóng)產(chǎn)品中重金屬元素和其他有害物質(zhì)檢測”、“食品與農(nóng)產(chǎn)品安全微生物檢測”、“飲用水安全檢測”等九個(gè)專題。大會第二天，來自中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院曾令文研究員在“食品與農(nóng)產(chǎn)品中重金屬元素和其他有害物質(zhì)檢測”專題中做了題為“核酸生物傳感器在重金屬離子檢測中的應(yīng)用”的報(bào)告。

專題現(xiàn)場

中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院 曾令文研究員

　　在報(bào)告中，曾令文首先介紹了重金屬污染的危害、污染源和污染特點(diǎn)。他說，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，食品污染問題越來越嚴(yán)重，重金屬是最主要的污染物質(zhì)之一，會通過食物鏈的富集最終殘留在人體內(nèi)，對人體的組織器官構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。重金屬污染源主要有工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染、生活污染和環(huán)境事故污染等。具有不可逆轉(zhuǎn)性、生物積累性、難以降解、生物催化以后毒性會轉(zhuǎn)變等特點(diǎn)。

　　同時(shí)曾令文提到，與其他國家相比，我國重金屬污染相對比較嚴(yán)重。大氣、土壤、水體都存在重金屬污染的現(xiàn)象，污染一旦產(chǎn)生，面積會不斷擴(kuò)大。

　　其次，曾令文在報(bào)告中詳細(xì)介紹了目前重金屬的檢測方法。據(jù)他介紹，傳統(tǒng)重金屬檢測方法主要有光譜法、電化學(xué)法和基于顯色螯合劑的方法等。光譜法主要包括原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法和分光光度法等方法。光譜法和電化學(xué)法需要借助相關(guān)的儀器進(jìn)行檢測，具有靈敏度高、特異性好等優(yōu)點(diǎn)。但是樣品處理繁瑣、檢測成本和技術(shù)要求較高，不利于基層單位使用。而基于顯色螯合劑的方法具有簡便快速、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是靈敏度不足、其他離子會干擾檢測的特異性。

　　為了解決傳統(tǒng)方法在檢測重金屬污染中面臨的問題，在曾令文的帶領(lǐng)下，課題組研制了兩種新型生物傳感器，基于核酸酶(DNAzyme)的傳感器和基于熒光銅納米顆粒的熒光傳感器，并進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法的可行性和靈敏度。據(jù)他介紹，兩種方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：簡單、快速、檢測成本較低;降低對儀器的依賴，肉眼即可觀察結(jié)果;適合在基層實(shí)驗(yàn)室或野外使用等。

　　在介紹基于核酸酶(DNAzyme)的傳感器在重金屬檢測中的應(yīng)用時(shí)，曾令文說，該方法在檢測重金屬離子時(shí)主要有兩種方法，試紙條法和熒光法。

　　試紙條法中主要制備了Pb²⁺和Cu²⁺特異性的DNAzyme檢測試紙條，并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。對于Pb²⁺來說，該方法檢測限可以達(dá)到10pM，線性范圍為10pM-100nM，特異性非常好，不受其他離子干擾，用湖水做回收率分析實(shí)驗(yàn)，結(jié)果可達(dá)88%-106%。對于Cu²⁺來說，該方法檢測限可以達(dá)到10nM，特異性分析實(shí)驗(yàn)中，銅離子為0.3μM，其他離子為3μM。

　　熒光法中，主要制備了銅離子檢測的熒光傳感器和基于比色法檢測銅離子的傳感器，銅離子檢測的熒光傳感器的靈敏度可達(dá)12.8pM，線性范圍是20pM-1μM，特異性分析實(shí)驗(yàn)中，銅離子為1μM，其他離子為10μM?；诒壬z測銅離子的傳感器，靈敏度可達(dá)240nM，線性范圍是0.4μM-100μM，特異性分析實(shí)驗(yàn)中，銅離子為10μM，其他離子為100μM。

　　在介紹基于熒光銅納米顆粒的熒光傳感器在重金屬檢測中的應(yīng)用時(shí)，曾令文談道，用該方法檢測鉛離子，靈敏度為5nM，線性范圍為5-100nM，選擇性分析實(shí)驗(yàn)中，鉛離子為0.3μM，其他各離子為3μM。

　　最后，曾令文總結(jié)了基于核酸酶(DNAzyme)的傳感器和基于熒光銅納米顆粒的熒光傳感器在進(jìn)行重金屬檢測中的優(yōu)點(diǎn)，并展望了兩種方法在未來重金屬檢測中的應(yīng)用前景。