中文摘要：

全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane sulfonate, PFOS）等持久性有机污染物已成为当今世界最为关注的环境问题之一。由于环境样品的复杂性或现场检测要求，高灵敏、高选择性的快速分析方法成为限制其相关研究的关键问题。本研究以PFOS为目标物，采用SELEX技术筛选其高亲和力、高选择性核酸适体作为报告分子，集成分子生物学、纳米技术、微电子学等学科的理论与技术，研发基于量子点标记核酸适体的超灵敏全光纤倏逝波传感分析技术。在研究PFOS高质量核酸适体筛选、功能化与量子点标记方法和敏感功能膜的制备方法与构效关系基础上；深入分析核酸适体与PFOS固液界面相互作用分子机理，探讨典型环境基质对PFOS传感分析影响机制并提出解决策略，为PFOS等痕量小分子有机污染物的现场快速分析提供先进的兼容技术平台。本课题的实施将建立PFOS等持久性有机污染物超灵敏传感分析技术的新原理及新方法。

结论摘要：

我国水环境污染严重、污染事故频发，亟需先进环境检测技术支撑。环境监测生物传感器具有灵敏度高、速度快、成本低和方法简便特点，在水环境有毒污染物监测中具有广阔应用前景与市场潜力，是国际环境监测领域的发展方向和技术前沿。倏逝波光纤生物传感器集倏逝波、荧光分析及光纤检测优势于一体，具有特异性强、灵敏度高、检测速度快、操作简便等特点。其最大优势在于可实现仪器的小型化，有望成为日常野外检测的主体技术。本课题集成分子生物学、纳米技术、微电子等学科的先进技术和理论，研发了基于倏逝波和光纤传感原理的超灵敏全光纤倏逝波传感分析平台。通过研究高质量核酸适体的筛选与功能化、生物敏感功能膜的制备与构效关系、核酸适体与小分子物质界面反应动力学及环境基质影响等关键技术研究，建立核酸适体（DNA）及雌二醇与重金属汞等持久性污染物传感分析技术的新原理及新方法，为其环境行为、风险评价及污染控制提供重要的技术支持。共发表论文21篇，其中SCI论文9篇，7篇IF>5.0，申请发明专利1项，并获得2013年度高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)一等奖1项，完成了项目预计目标。主要成果如下（1）通过优化设计光学系统、流动进样系统及信号处理与控制系统，成功研制了一套倏逝波全光纤生物传感分析平台及其分析与控制软件系统，具备了仪器批量生产能力。（2）利用全内反射荧光分析原理及量子点的优异光学性能，研发了一种超灵敏的DNA传感分析技术，其检测灵敏度可达3.2amol。通过建立DNA固相杂交模型，利用该系统进行了DNA固相杂交动力学分析，其平衡常数Ka为2.96×108M-1。该传感分析技术不仅可为DNA(或核酸适体)分析提供一种简单、经济、快速可靠手段；而且也可用于生物分子相互作用分析。（3）利用量子点和核酸适体的优异性能，发展了雌二醇快速、高灵敏、高特异性检测方法。其中使用包被抗原修饰的传感器表面具有良好的鲁棒性，可以重复使用多次而不影响其检测性能,并可用于污水处理厂出水的检测。（4）研发了一种基于DNA结构竞争的重金属汞离子传感分析技术，其原理是固定在光纤传感器表面的DNA探针包含一段可以同时结合DNA互补片段和可以特异结合Hg2＋的核酸适体结构。检测时，荧光标记互补DNA片段与二价汞离子同时输入到光纤传感器表面，二者通过竞争的方式与DNA探针结合，其中汞离子与核酸适体中T-T错配结构结合