硒以有机硒醇的形式参与人体的新陈代谢活动,并与许多生理疾病息息相关。硒醇不仅存在于人体中,也存在于原核微生物(如大肠杆菌),然而并不是所有原核微生物都含有硒醇,因此检测硒醇的存在可以作为鉴别部分原核微生物(如大肠杆菌)的一种途径。同时,农作物中(如茶叶大米)可以吸收土壤中的无机硒形成富含硒醇植物,因此,检测食品内硒醇含量也可以帮助监测富硒食品中的硒含量是否达标。综上所述检测硒醇对了解人体代谢、鉴别细菌以及检测食品安全方面都具有十分重要的意义。现有的检测硒醇的方法有高效液相色谱法以及电化学法,这些方法存在着仪器昂贵,生物相容性差以及检测限高等缺点,因此本研究需要开发新型的灵敏度、生物兼容性好的检测硒醇方法。在本文中,构建了基于硒醇化合物检测的三种荧光探针,并实现其生物、食品方面的应用。具体工作内容主要分为以下三个方面:1、构建了一种新型纳米金探针并实现对硒醇检测。近红外染料Nile Blue与含有巯基的谷胱甘肽结合形成含巯基的染料分子(NB-GSH),并通过Au-S修饰到纳米金粒子的表面。由于纳米金颗粒的独特的FRET性质,整个体系处于荧光淬灭状态。硒醇与纳米金粒子之间拥有更好的亲核性,当硒醇出现时,纳米金探针上面修饰的含硫醇化合物会被替换下来,形成更稳定的Au-Se键,而脱落下来的NB-GSH恢复荧光,因此达到检测硒醇的目的。此纳米探针具有优异的选择性、灵敏性,其检出限为9.5 n M,可以应用于Hep G2细胞中内源以及外源硒醇的成像和检测从而实现其生物应用。同时,其也对富硒茶叶以及富硒大米中的硒醇含量进行检测来实现在食品检测方面的应用。2、构建了一种新型的基于纳米金棒的荧光探针,利用硒醇对磺酰胺键的特异识别来实现对硒醇的检测。将含磺酰胺键的Nile Blue荧光染料分子与含有巯基的嘧啶分子结合并修饰到纳米金棒的表面,合成了新型的检测硒醇的纳米材料GNRs-SH-NB。纳米金棒具有FRET性质,GNRs-SH-NB处于荧光淬灭状态,当硒醇存在时,磺酰胺键被硒醇裂解体系荧光恢复,实现对硒醇的识别检测。GNRsSH-NB对硒醇具有良好响应检出限为11.36 n M。其可以实现对含硒醇的微生物的鉴别,在4种细菌和2种真菌中,GNRs-SH-NB可以鉴别出含有硒醇的大肠杆菌,并具有良好的响应。此外GNRs-SH-NB也可以实现对肉、牛奶以及蛋壳表面的大肠杆菌的检测,从而实现其在食品中的应用。而后,进一步对该材料的抑菌效果进行了研究,抑菌试验表明,该纳米材料可以实现对大肠杆菌极好的抑制率,其可以成为一种新型的鉴别并抑制大肠杆菌的纳米材料。3、构建了一种基于硒醇检测的自组装纳米粒子,利用二硫键(S-S)将细胞穿透肽(R8)以及抗菌抗癌肽蜂毒肽(Melittin)结合形成两亲的多肽分子,在亲水体系中,合成的两亲多肽分子与疏水的氟硼荧类的荧光染料分子自组装形成纳米粒子(R8-S2-Melittin@BODIPY)。此时荧光分子包裹在纳米粒子的内部,几乎没有荧光信号。当硒醇存在时,由于硒醇的亲核性可以使S-S键裂解,释放出氟硼荧类荧光染料分子进而产生荧光,达到检测硒醇的目的,其检出限为3.34 n M。同时,裂解下来的蜂毒肽具有抗癌抗菌的功能,从而可以实现其进一步的生物应用。R8-S2-Melittin@BODIPY可以迅速灵敏的实现对硒醇的检测。在抑菌试验中,R8-S2-Melittin@BODIPY相较于蜂毒肽具有更好的抑菌性,这归功于蜂毒肽与含有正电荷的氟硼荧类荧光分子共同作用。同时R8-S2-Melittin@BODIPY的MTT实验充分证明,其在细胞内具有较低的毒性,在细胞成像以及癌细胞治疗方面具有很大的潜力。综上所述,本文设计合成了三种新型的检测硒醇的荧光探针,它们有十分优异的选择性以及灵敏性且具有较低的检测限。探针在生物以及食品方面的应用具有极大的潜力,可以成为检测硒醇进而检测大肠杆菌以及癌细胞的有效手段,并且能够实现对大肠杆菌以及癌细胞的抑制作用。