17β-雌二醇（17β-estradiol，E2）是一种能够促进动物生长、提高奶牛产奶量的甾体雌激素，毒理学实验表明，即使低浓度的E2残留物通过食物链进入生物体，也会干扰正常的内分泌功能，造成有害影响。碳量子点（CQDs）作为一种新兴荧光碳纳米材料，已被广泛用于构建荧光传感器对环境和食品中的有害物质进行检测。荧光猝灭剂金纳米粒子（AuNPs）凭借其易于控制的粒径大小、良好的生物相容性和优异的荧光猝灭能力而广泛用于光学和生物传感器之中。

华南理工大学食品科学与工程学院的韦庆益、林轩然、蒲洪彬*等人将CQDs与AuNPs结合，利用FRET效应构建一种荧光适体传感器用于E2的检测。首先通过酰胺反应将E2的短链适配体P1连接在CQDs上，AuNPs加入后适配体会与AuNPs靠近，从而触发CQDs与AuNPs间的FRET效应，导致CQDs的荧光猝灭。当加入目标物E2后，适配体P1与E2间更强烈的亲和力使P1从AuNPs表面脱离，CQDs的荧光得以恢复，并以此建立荧光恢复强度与E2浓度的线性关系，达到定量检测E2的目的。此外该荧光短链适体传感器对牛奶和环境水样中的E2进行检测，其结果与HPLC方法结果一致，以证明该传感器在实际应用中的潜力。

通过微波辅助水热法快速合成荧光CQDs，其形貌特征通过透射电子显微镜图像进行观察。如图2A所示，CQDs外观接近球形并且在溶液中分散均匀，其粒径在2.0～6.0 nm之间，平均值在3.5 nm左右。CQDs的紫外和荧光性能如图2B所示，可以观察到CQDs的最佳荧光激发波长和发射波长分别位于350 nm和442 nm，并且由于芳香族C＝C键的π-π*跃迁和C＝O键的n-π*跃迁，CQDs的UV-Vis光谱在239 nm和346 nm处分别有一个吸收峰。图2B右上角的插图显示了合成的CQDs在自然光下呈现浅黄色（左），在365 nm的紫外灯照射下会发出明亮的蓝色荧光（右），表明制备的CQDs具有良好的荧光性能。此外，利用FTIR光谱对CQDs表面的官能团进行研究，结果如图2C所示，很明显在3250 cm-1附近出现了一个强宽峰，这归因于O—H和N—H的伸缩振动，另外在1 683 cm-1和1257 cm-1观察到的两个吸收峰分别是由C—O和C—N的伸缩振动引起，在1544 cm-1和1378 cm-1出现的吸收峰分别是N—H和—CH2的变形振动导致，最后在1186、1072 cm-1和992 cm-1处观察到的弱吸收峰是由C—OH的伸缩振动引起。

通过UV-Vis光谱表征E2短链适配体P1在CQDs上的连接，如图3A所示，单独的P1由于其碱基在260 nm观察到明显的紫外吸收峰，单独的CQDs在346 nm和249 nm两个位置出现了紫外吸收峰，而连接了P1的CQDs同时在346 nm和260 nm左右出现了归属于P1和CQDs的紫外吸收峰，初步证明了CQDs-P1的形成。图3B是琼脂糖凝胶电泳的实验结果，泳道1是CQDs，在紫外灯的照射下观察不到DNA条带的存在，泳道2是适配体P1，可以看见清晰明亮的DNA条带出现，泳道3代表与CQDs反应后的P1，由于连接了CQDs，P1的迁移率降低，导致其条带明显落后泳道2，其下方的另外一条条带应该是多余的未连接的P1，该结果更为有力地证明了CQDs-P1的成功合成。

从图4A可以看出，加入700 μL柠檬酸盐还原出的AuNPs呈现近圆形，粒径在30～40 nm范围内，与理论计算值相近，但大小均匀性不是很好，这可能是一步还原法的不足之处。图4B中展示了所合成的AuNPs在527 nm处由于Au的表面等离子体共振所引起的宽紫外吸收带，可以观察到它和CQDs的荧光发射光谱有较大面积的重合，符合FRET发生的条件之一，右上角的插图是AuNPs的图片，可以看到AuNPs在自然光下呈现粉紫色，以上结果证明了AuNPs的成功合成和AuNPs作为优良荧光猝灭剂的潜力。

8 实际样品中E2的检测

该研究选择牛奶、湖水和实验室自来水作为实际样品对E2进行加标检测，将其按照1.3.6节经过简单的预处理后制备成E2的加标溶液，然后与CQDs-P1和AuNPs的混合溶液孵育60 min后进行荧光测试，其中E2的加标终质量浓度为1、2.5、5 μg/mL。另外也对未添加E2的牛奶和水样进行了检测，将其作为对照结果。表1显示在对照中未检测到E2的存在，原因可能是所选取的牛奶和水样中E2的浓度低于该适体传感器的检出限；此外，不同E2加标质量浓度的牛奶样品获得的回收率为89.67%～108.66%；HPLC方法检测实际样品中的E2得到的回收率在81.53%～115.44%之间，RSD为0.6%～9.4%。从结果可以得出该荧光适体传感器的检测结果与HPLC方法得到的检测结果较为一致，表明该荧光适体传感器在监测实际样品中E2的含量时具有良好的准确度和精度，并且有望作为一种简便快捷的传感方法在现实场景中准确灵敏地检测痕量的E2残留。

利用AuNPs对CQDs荧光的猝灭作用建立了一种用于E2检测的荧光适体传感器，结果显示该传感器对E2具有宽广的检测范围（2×10-5～2×10-9mol/L），且LOD能达到3.4×10-10 mol/L，E2和其短链适配体的高亲和性赋予了该传感器良好的选择性，最后将其用于牛奶和湖水等实际样品中E2的检测，得到的回收率为89.67%～113.36%，RSD为1.4%～6.3%，其结果与HPLC方法检测E2得到的结果较为一致，表明该传感器具有实际的应用潜力。