第一作者：朱暖飞博士

通讯作者：赵红军副主任医师、张祯教授

作者单位：温州医科大学附属衢州医院、江苏大学

作为双酚A（BPA）的理想替代品，双酚S（BPS）是合成聚碳酸酯塑料和环氧树脂的主要原料，常被用作食品接触材料内衬生产食品或饮料包装、塑料食品容器等。由于广泛使用和滥用，BPS可通过包装的浸出进入食品中，因此，饮食暴露是人类接触BPS等双酚类污染物的一个重要暴露途径。

毒理学研究结果表明，BPS是一种与神经毒性、生殖和发育毒性密切相关的雌激素受体，危害人体健康。因此，系统评估BPS对人体健康的潜在不良影响是十分必要的，然而，此类研究通常依赖于从大量样本中采用高通量的检测方法进行综合分析才能获得。与传统比色免疫分析法相比，荧光免疫分析法（FELISA）具有更高的灵敏度和更宽的检测范围，其灵敏度比传统ELISA高1-2个数量级，在BPS超灵敏分析方面具有显著优势。

基于此，温州医科大学附属衢州医院赵红军副主任医师、江苏大学张祯教授合作在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“A high-throughput fluorescence immunoassay based on conformational locking strategy of MOFs to enhance AIE effect of CuNCs-CS for bisphenol S analysis in food samples”的研究论文。

该工作基于沸石咪唑框架材料封装铜纳米簇复合材料（CuNCs-CS@ZIF-8）的聚集诱导发光（AIE）荧光性质，构建了一种超灵敏、高通量的荧光免疫分析法用于食品样本中BPS的检测，并将此方法用于饮料中BPS的污染调查与人体暴露风险评估。污染调查结果显示，100个饮料样本中超过50%的样品均检出了BPS的存在，其中奶制品中含量较高；根据BPS的浓度水平，作者还利用健康危害系数（HQ）对其人体暴露风险进行了评价，结果表明食品中BPS污染目前不会对当地居民的健康产生影响。

Figure 1. Principle of CuNCs-CS@ZIF-8-based immunoassay for BPS detection and investigation. (A) Mechanism for the preparation of CuNCs-CS@ZIF-8; (B) Process of this proposed immunoassay based on CuNCs-CS@ZIF-8; (C) BPS Investigation and health risk assessment.

由于分子内运动的限制，具有AIE荧光特性的CuNCs在聚集态下表现出强烈的荧光发射，CuNCs的出现迅速取代了传统的荧光探针，在光学分析传感等多个领域具有潜在的应用价值。然而，由于配体旋转、振动或扭转等效应会引发CuNCs的非辐射衰减，其AIE荧光性能表现出较差的稳定性和较低的发射强度，易发生猝灭。本文以多孔ZIF-8封装CuNCs-CS具有以下优势：

（1）通过构象锁定策略封装AIE纳米材料，ZIF-8的限域效应有利于改善其内部AIE材料的发光性能；

（2）刚性ZIF-8外层的致密孔道可为CuNCs-CS提供良好的稳定性，防止外部条件对其荧光产率造成破坏性影响；

（3）将CuNCs-CS@ZIF-8作为抗体标记物用于FELISA的构建中，可有效地解决普通FELISA在实际环境和食品样品分析过程中背景值高、荧光猝灭严重等问题。

Figure 2. Fluorescence properties of CuNCs-CS@ZIF-8. (A) Schematic illustration of AIE effect; (B) Fluorescence spectra of CuNCs-CS in DMF with the water proportion of (a) 0%, (b) 50%, and (c) 100%, inset: photographs of CuNCs-CS in different solutions under UV lamp; (C) Photographs of CuNCs-CS under daylight and UV lamp; (D) Fluorescence spectra of (a) CuNCs-CS and (b) CuNCs-CS@ZIF-8; inset: photographs of CuNCs-CS and CuNCs-CS@ZIF-8 under UV lamp; (E) Photographs of CuNCs-CS@ZIF-8 under daylight and UV lamp; (F) Fluorescence spectra of (a) ZIF-8 and (b) CuNCs-CS@ZIF-8; (G) Photographs of (a)/(a′) ZIF-8 and (b)/(b′) CuNCs-CS@ZIF-8 before and after the centrifugation.

Figure 3. Development of CuNCs-CS@ZIF-8-based FELISA for BPS detection. (A) Schematic illustration of this proposed ELISA using CuNCs-CS@ZIF-8 as the probe; (B) Fluorescence spectra of final solutions after incubation with (a) blank, (b) CAT@Ab, (c) CAT + antigen, (d) CAT@Ab + antigen; (C) Fluorescence spectra of CuNCsCS@ZIF-8 as BPS concentrations increased from 0.9717 to 34.65 ng/mL; (D) Calibration curve of fluorescence intensity towards different concentrations of BPS.

要点二：利用新型FELISA对饮料样品中BPS的污染状况进行污染调查与人体暴露风险评估

所采集100种饮料样品中55%的样品存在不同程度的BPS污染，其检出率在12.5-100%之间，平均检出率为55%，检出浓度范围为＜LOQ至12.08ng/mL，平均浓度为1.717ng/mL，浓度最高的样品为酸奶和奶茶饮料；计算BPS的估计日摄入量（EDI）范围为0.05449-4.483ng/kg-bw/day，其中BPS日摄入量最高的是奶茶（平均EDI值为4.483ng/kg-bw/day）；根据EDI值计算HQ值，结果表明：饮料中BPS污染目前不会对当地居民的健康产生影响。

Figure 4. Results analysis of BPS pollution in different beverage samples. (A) Concentrations of BPS in different beverage samples. The box plot shows the range from 25th (bottom edge of the box) to 75th percentiles (top edge of the box), and the line within the box is median concentrations. The low and up whisker represents the 5th and 95th percentiles, respectively. The crosses in lower and upper positions are 1st and 99th percentiles. The arithmetic mean of BPS concentrations in various beverages is labeled as the closed square. These curves in various color dots are normal distribution curves; (B) EDI values of BPS in different beverage samples. The box plot represented the arithmetic mean of EDI values in each kind of beverage.

A high-throughput fluorescence immunoassay based on conformational locking strategy of MOFs to enhance AIE effect of CuNCs-CS for bisphenol S analysis in food samples

赵红军，男，医学博士，硕士生导师，副主任医师。2006年本科毕业于兰州大学，2022年博士毕业于广州医科大学，同年加入温州医科大学附属衢州医院。研究方向涉及慢性阻塞性肺病（COPD）前瞻性研究；新发传染病传播动力学研究；基于新型识别元件的快速分析方法构建及应用（毒素、病毒、癌症早期诊断），涉及生物安全防护、暴露风险评估、环境与健康等。

已在Travel Medicine and Infectious Disease(IF=20.441)、CEJ(16.744)等期刊上发表论文40余篇, 其中1篇SCI论文成果他引70次以上、被Nature等引用并评论报道，被英国政府科学办公室用于政策制定。主持和参与课题13项，曾获省医学科技三等奖一项(排名第一)。担任《右江医学》期刊编委，《Heliyon》、《Disaster Medicine and Public Health Preparedness》等SCI期刊审稿专家。

研究方向：基于新型识别元件的快速分析方法构建及应用，涉及装备研制、暴露风险评估、环境与健康等。已在Environmental Science &Technology、Analytical Chemistry等环境科学与工程领域的国际权威期刊发表70余篇SCI论文，主持5项国家级项目与多项省部级项目；曾获中国测试协会科技进步一等奖、国家环境保护科学技术二等奖。2014年被评为江苏大学优秀教师，2015年破格为博士生导师，2019年破格为教授。现为中国毒理学会分析毒理专业委员会委员、中国畜牧兽医学会兽医食品卫生学分会理事、中国化学会会员、江苏省毒理学会环毒专委会委员、江苏省分析测试协会委员。

朱暖飞，男，讲师，2022年6月毕业于江苏大学环境与安全工程学院环境科学与工程专业，获得博士学位；同年7月入职江苏大学环境与安全工程学院从事科研工作；2019年-2020年受国家留学基金委资助于美国马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMASS Amherst）进行博士联合培养。

目前主要从事环境中新污染物分析方法构建及其环境行为研究，在Anal. Chem., Chem. Eng. J., Sci. Total Environ., Environ. Pollut., J. Agric. Food. Chem.等期刊发表SCI论文10余篇，授权国家发明专利1项；主持校级专项科研项目1项，参与完成3项国家级科研项目；曾获得江苏大学优秀博士学位论文、江苏大学百优青年学生、国家奖学金等。