安徽光機所DNA功能化SERS基底檢測PCBs取得進展

　　近期，技術生物所黃青研究員課題組在DNA功能化的表面增強拉曼散射基底免標記檢測持久性有機污染物--多氯聯苯（Polychlorinated biphenyls，簡稱PCBs）方面取得新進展,相關結果發表在《美國化學學會應用材料界面》上（ACS Applied Materials & Interfaces 2016,8,5723?5728）。

　　表面增強拉曼光譜（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, 簡稱SERS）技術由于其高檢測靈敏度、能提供待測分子指紋信息、并具有無損檢測和抗水干擾等優點，在痕量物質檢測和分析領域中得到越來越廣泛的應用。由于PCBs分子很難直接被吸附到表面增強拉曼光譜沉淀的表面，利用表面增強拉曼光譜的方法很難直接檢測到PCBs。近年來，一些生物識別物包括DNA適配體（對特定靶物質有特異性親和力的特定DNA或RNA序列）、蛋白質（如抗體等）等被引入到檢測體系中來提高檢測的特異性。與傳統的抗原、抗體相比，DNA適配體體積更小，靈敏度相當，更容易合成，且穩定性更好。因此，將來DNA適配體有望取代酶聯免疫反應，成為各種生物、化學分子探測的有力武器。

　　課題組研究人員把銀納米柱陣列的高SERS活性、均勻性、信號可重復性及適配體的特異性吸附的優點結合起來，將能夠與PCB-77特異性結合的DNA適配體修飾到銀納米柱陣列的表面，PCB-77分子與適配體結合引起DNA結構的變化，從而導致DNA的拉曼光譜也發生相對應的變化，通過檢測DNA適配體表面增強拉曼光譜信號的變化，實現免標記定量檢測PCB-77。實驗結果顯示，襯底的表面增強拉曼光譜敏感性隨著所修飾適配體濃度的降低而增加，通過對比656cm-1（鳥嘌呤的呼吸振動峰）和733cm-1(腺嘌呤的呼吸振動峰)的拉曼強度的比值變化實現了對純水、自然湖水中PCB-77的定量化的檢測，檢測極限（達3.3×10-8M）比一般的Ag納米柱陣列的檢測極限降低了約3個數量級，也是目前獲得測量PCB-77靈敏度最高的表面增強拉曼光譜檢測方法。同時，這項工作為特異性檢測環境中痕量持久性有機污染物提供了新的方法和依據。

　　相關工作得到科技部“973計劃”、國家自然科學基金和安徽省自然科學基金等項目的支持。文章鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.5b12866

圖a 免標記檢測PCB-77的原理示意圖；圖b、c銀納米柱陣列的掃描電鏡（SEM）照片；

　　圖d DNA適配體與不同濃度PCB-77作用后的SERS光譜；圖e SERS襯底對不同濃度PCB-77的定量分析。