NML研究文章 |新型小分子营养物和毒素检测：等离激元质谱方法

临床上食品成分分析依赖于先进的检测工具来提供食品质量与安全相关的关键信息。然而，食品样品成分的高度复杂性及动态分布，小分子营养物和食品中低丰度小分子毒素的检测仍极具挑战。因此，食品工业和临床营养学中亟需针对小分子分析的新工具。

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本文亮点

1  基于等离激元纳米颗粒实现了小分子营养物和毒素的灵敏检测（~pmol）。

2  在复杂乳状样品中实现了目标分子的直接快速定量定性分析。

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内容简介

基质辅助激光解吸电离质谱具有样品预处理简单和分析速度快等优点，但在食品分析应用过程中仍然存在两个难题：（1）面向特定应用高效率、个性化基质材料的筛选；（2）分析物定量需要解决激光解吸电离过程的不可预测性。上海交通大学特聘教授钱昆和营养学专家蔡威等人开发了一种新型的贵金属材料辅助激光解吸电离质谱方法，成功检测了复杂生物乳状样品中的小分子营养物和毒素。研究以优化银纳米核壳材料（SiO₂@Ag）为基质，实现了纳升（~nL）级别母乳的直接分析检测，无需富集分离步骤；将小分子营养物和毒素的检测限低至0.4 pmol，整个实验过程仅需几分钟。该研究不仅发展了生物分析中等离激元材料的个性化设计，同时拓宽了激光解吸电离质谱的应用范围。

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图文导读

1  SiO₂@Ag纳米材料的制备和表征

通过经典的Stöber法合成表面光滑、大小均一的SiO₂纳米颗粒，以PVP的乙醇溶液作为稳定剂和还原剂，在SiO₂纳米颗粒表面进行多次银镜反应以获取结构参数最优的SiO₂@Ag来优化激光解吸电离过程。

2  小分子营养物的检测和鉴定

SiO₂@Ag材料具有优异的抗干扰能力，在消耗样品极少（~nL）、无需任何复杂预处理的情况下，实现了母乳中乳糖的快速灵敏检测；通过综合判断Na⁺/K⁺/Ag⁺加合物多重信号二级质谱进行分子鉴定。

3   母乳样品的同位素定量

同位素定量法与传统的酶方法相比，无需复杂的样品预处理，从间接定量变为直接定量，定量结果更准确。

4   食物中有害成分的检测 

等离激元质谱法可直接检测牛奶样品中痕量的三聚氰胺且无需分离和负极；对三聚氰胺银离子加合物进行二级质谱分析以获取离子碎片，从而实现精准鉴定。

主要研究方向：

① 芯片材料器件；② 质谱技术方法；③ 生物分子检测；④ 生理疾病诊治等。

主要研究方向：

① 小儿肠外营养蛋白质和脂肪代谢研究；② 新生儿静脉营养合理临床应用研究；③ 儿童单纯性肥胖症流行病学及潜在危害研究；④ 新生儿合理营养合理临床应用研究等。

1  用金纳米棒SERS探针早期检测炎症巨噬细胞的粘附分子

2  生物功能化导电聚合物改性的石墨烯-CNTs纳米复合材料用于蛋白质检测的电化学阻抗分析

3  综述：碳纳米管和石墨烯的生物传感应用

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Impact Factor:4.849

Nano-Micro Letters 是上海交通大学主办的英文学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的最新高水平科研成果与评论文章及快讯，在 Springer 开放获取（open-access）出版。可免费获取全文，欢迎关注和投稿。

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