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，對生態(tài)系統(tǒng)與人類健康構(gòu)成嚴(yán)峻威脅。現(xiàn)有檢測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)場快速、規(guī)模化監(jiān)測的實際需求。傳統(tǒng)納米塑料檢測技術(shù)也面臨檢測尺寸受限、操作復(fù)雜、耗時較長等瓶頸，嚴(yán)重制約了現(xiàn)場快速篩查與大規(guī)模監(jiān)測工作的推進(jìn)。
針對上述問題，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，成功實現(xiàn)對20納米聚苯乙烯納米塑料的高靈敏、快速定量檢測。其核心原理為當(dāng)分別標(biāo)記SmBiT和LgBiT的B2探針同時結(jié)合在同一納米塑料表面時，分裂的熒光素酶亞基發(fā)生互補重構(gòu)，產(chǎn)生可定量檢測的發(fā)光信號，以此實現(xiàn)對目標(biāo)納米塑料的精準(zhǔn)識別與定量分析，為環(huán)境納米塑料污染溯源、風(fēng)險評估與監(jiān)管決策提供了重要技術(shù)支撐。
該技術(shù)的核心創(chuàng)新點在于將納米抗體的高特異性識別優(yōu)勢與熒光素酶片段互補的信號放大機制有機結(jié)合，相較于傳統(tǒng)檢測技術(shù)，具備三大顯著優(yōu)勢：一是超小尺寸檢測能力突出，可精準(zhǔn)識別低至20納米的聚苯乙烯納米塑料，打破了傳統(tǒng)技術(shù)的檢測尺寸局限；二是操作簡便、檢測高效，無需專業(yè)檢測設(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，將傳統(tǒng)檢測數(shù)小時至數(shù)天的周期大幅縮短至5-10分鐘，真正實現(xiàn)“快速檢測”；三是特異性強、兼容性佳，借助納米抗體介導(dǎo)的特異性識別作用，可有效規(guī)避與PMMA、PET等其他類型塑料的交叉反應(yīng)，同時能夠適配水體、土壤等多種環(huán)境基質(zhì)及各類實際產(chǎn)品的檢測場景，適用范圍廣泛，為納米塑料污染監(jiān)測提供了全新技術(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國際合作項目的支持。
