隨著塑料污染的全球化蔓延，納米塑料（粒徑＜1 μm）因其廣泛存在且難以檢測(cè)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)與人類健康構(gòu)成嚴(yán)峻威脅?，F(xiàn)有檢測(cè)方法多依賴昂貴精密儀器，且需復(fù)雜的樣品預(yù)處理流程，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)快速、規(guī)?；O(jiān)測(cè)的實(shí)際需求。傳統(tǒng)納米塑料檢測(cè)技術(shù)也面臨檢測(cè)尺寸受限、操作復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)等瓶頸，嚴(yán)重制約了現(xiàn)場(chǎng)快速篩查與大規(guī)模監(jiān)測(cè)工作的推進(jìn)。
針對(duì)上述問題，青島能源所蛋白質(zhì)材料研究組立足前期研究基礎(chǔ)，依托篩選獲得的高親和力聚苯乙烯結(jié)合納米抗體B2，構(gòu)建融合分裂型納米熒光素酶亞基（SmBiT/LgBiT）的雙功能探針，開發(fā)出一種基于納米抗體與分裂熒光素酶技術(shù)的均相免疫分析方法，成功實(shí)現(xiàn)對(duì)20納米聚苯乙烯納米塑料的高靈敏、快速定量檢測(cè)。其核心原理為當(dāng)分別標(biāo)記SmBiT和LgBiT的B2探針同時(shí)結(jié)合在同一納米塑料表面時(shí)，分裂的熒光素酶亞基發(fā)生互補(bǔ)重構(gòu)，產(chǎn)生可定量檢測(cè)的發(fā)光信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)納米塑料的精準(zhǔn)識(shí)別與定量分析，為環(huán)境納米塑料污染溯源、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與監(jiān)管決策提供了重要技術(shù)支撐。
該技術(shù)的核心創(chuàng)新點(diǎn)在于將納米抗體的高特異性識(shí)別優(yōu)勢(shì)與熒光素酶片段互補(bǔ)的信號(hào)放大機(jī)制有機(jī)結(jié)合，相較于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，具備三大顯著優(yōu)勢(shì)：一是超小尺寸檢測(cè)能力突出，可精準(zhǔn)識(shí)別低至20納米的聚苯乙烯納米塑料，打破了傳統(tǒng)技術(shù)的檢測(cè)尺寸局限；二是操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)高效，無(wú)需專業(yè)檢測(cè)設(shè)備及樣品富集、純化等復(fù)雜預(yù)處理步驟，僅需10-20 μL微量樣品即可直接開展檢測(cè)，將傳統(tǒng)檢測(cè)數(shù)小時(shí)至數(shù)天的周期大幅縮短至5-10分鐘，真正實(shí)現(xiàn)“快速檢測(cè)”；三是特異性強(qiáng)、兼容性佳，借助納米抗體介導(dǎo)的特異性識(shí)別作用，可有效規(guī)避與PMMA、PET等其他類型塑料的交叉反應(yīng)，同時(shí)能夠適配水體、土壤等多種環(huán)境基質(zhì)及各類實(shí)際產(chǎn)品的檢測(cè)場(chǎng)景，適用范圍廣泛，為納米塑料污染監(jiān)測(cè)提供了全新技術(shù)路徑。
相關(guān)研究成果發(fā)表于環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域TOP期刊Journal of Hazardous Materials，博士研究生鄧洋為論文第一作者，劉文帥副研究員、年銳研究員為通訊作者。本研究得到山東省自然科學(xué)基金、QIBEBT國(guó)際合作項(xiàng)目的支持。
