【摘 要】
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农产品安全检测是保障国民健康的重要领域。在农产品安全检测中常需要对特定目标物进行高效富集、检测与释放,例如重金属离子的富集与释放、生物毒素的灵敏检测。为了实现该目标,载体的研发备受关注。金属有机框架材料（MOFs）是一种具有高孔隙率、丰富化学性质和灵活孔道结构的新型晶态多孔材料,近年来被广泛报道用于气体分子富集、水体有毒有害物去除、传感和小分子输送,在农产品安全领域具有广阔应用前景。然而,多数MO
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农产品安全检测是保障国民健康的重要领域。在农产品安全检测中常需要对特定目标物进行高效富集、检测与释放,例如重金属离子的富集与释放、生物毒素的灵敏检测。为了实现该目标,载体的研发备受关注。金属有机框架材料（MOFs）是一种具有高孔隙率、丰富化学性质和灵活孔道结构的新型晶态多孔材料,近年来被广泛报道用于气体分子富集、水体有毒有害物去除、传感和小分子输送,在农产品安全领域具有广阔应用前景。然而,多数MOFs采用水热法合成,产物为粉末状固体,加工成型性能较差,在实际应用中有一定局限性。因此,研究人员采用了一系列方法包括原位法、晶种法、黏连剂法等,将MOFs材料加工制备成高性能薄膜或海绵材料,快速富集目标物并采用相应的方法将其释放到相应的介质中。但是,目前制备的MOFs复合物薄膜存在制备方法繁琐和致密度差等不足。为了解决上述问题,本文围绕农产品安全检测,开发了一系列的MOFs材料和器件,具体如下:1、高性能MOFs-丝蛋白薄膜的制备及小分子和离子的富集与去除应用MOFs具有出色的吸附性,但是其较差的可加工性不利于其对样本中目标物的富集。受生物矿化的启发,基于电纺丝-纳米纤维（ESF）薄膜制备了ESF@MOFs（ZIF-8或ZIF-67）复合薄膜。MOFs负载率高,可有效收集水中的各类有毒有害物。MOFs在ESF上原位生成了致密的壳层,其中,ZIF-8和ZIF-67的负载率分别达到36%和34%,这是成果发表时已报道的MOFs在聚合物膜上的最高负载率之一。复合薄膜对两种重金属离子和孔雀石绿等有机有毒有害物的收集率最高可达99%。在此基础上搭建了一套过滤装置,通过一轮操作即实现了对孔雀石绿近100%收集。2、水稳定荧光Zr基MOFs材料用于水体中黄曲霉毒素B1（Aflatoxin B1,AFB1）检测采用新型水稳定荧光Zr基MOFs（Zr-LMOF）Zr-CAU-24,可以在不使用抗体或生物分子修饰的情况下,实现水中AFB1的低成本、快速和灵敏的荧光检测。Zr-LMOF对AFB1的检出限低至20 ppb（64 n M）,低于美国FDA对农产品中AFB1的检出限的要求,是已报道的最灵敏的AFB1传感器之一。该水稳定Zr-LMOF可直接用于加标核桃和杏仁饮料中AFB1的检测,在5 min内达到了较高的回收率（91%―108%）。3、原位法制备弹性荧光MOFs/三聚氰胺（Melamine foam,MF）海绵用于水中霉菌毒素快速检测与富集制备了MOFs/MF复合海绵材料对水中的霉菌毒素进行快速检测与富集。通过优化制备条件,将球形Zr-CAU-24负载至MF海绵上,形成MOFs/MF复合海绵。复合海绵能够在5 min内实现AFB1检测与富集,富集效率高达90%。该复合海绵对其他霉菌毒素的富集效率均达80%,具有同时富集多种霉菌毒素的潜力。4、载药MOFs-毛细管复合材料及在声波-微流药物输送系统中的应用本章中制备了具有pH应激释放功能的蛋白质（FBSA）和多西环素（Doxycycline,DOX）的ZIF-8复合纳米粒子。为了进一步开发可控的载药纳米粒子输送平台,与杜克大学合作开发了一套基于声波-微流芯片的高通量载药纳米粒子输送装置。该装置能够以生物相容的方式高效地将多种载药纳米粒子持续地输送到癌细胞中,在不损害细胞活性的条件下实现纳米颗粒-细胞（贴壁及悬浮细胞）连续接触。该声波-微流纳米粒子输送平台能够通过操作微流通道内的亚微米和微米粒子实现药物的高效输送,在开发新型检测与传感技术方面具有应用前景。
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