CN113358628A - 基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统 - Google Patents

基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统，以食品中残留抗生素为研究对象，以分子门控传感体系为支撑、表面增强拉曼光谱技术为基础，以信息智能化处理为特色，依次实现多孔纳米仿生配位聚合物有机框架构建、纳米尺度下信号探针精确固载及可控释放、功能核酸适配体捕捉探针‑多孔纳米配位聚合物杂交组装门控界面构筑，将功能核酸传感通路设计与仿生纳米孔道相结合，构建特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器。本发明融合纳米仿生孔道通路设计、信号探针精确固载与可控释放、功能化适体生物传感、多重刺激分子门控响应传感，构建快速、准确、可靠的便携式智能化检测方法及系统。

Description

基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快 速检测方法及系统
技术领域
本发明属于分子门控SERS传感体系领域，尤其是公开了一种基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统。
背景技术
随着国民经济的快速发展，人们对饮食的要求不断提高，健康食品消费随之快速增长，为促进我国农业产业结构调整、增加农民收入、改善人民膳食结构和营养水平发挥了重要作用。但是，近年来的食品质量安全事件层出不穷，其中，由于饲养环境污染、饲料掺药和不规范的饲养管理等因素导致的乳品及动物源性食品中抗生素残留问题尤为严重且存在广泛。在养殖业中由于抗生素的滥用和不遵从停药期规定，其可在肝肾组织富积并随乳汁分泌而排泄，并随食物链流入人体，其最明显的残留毒性是诱导耐药菌株的产生。为了保护国民健康，美国、欧盟和日本等世界许多国家均对乳制品中常见抗生素残留制定了限量标准。只有不断发展快速、准确、高灵敏度的检测方法，才能满足日趋严格的残留限量要求。
常规的抗生素检测法主要有：微生物法、仪器分析法、免疫学检测法。其中，微生物法主要是利用抗生素对特定微生物生理机能和代谢繁殖的抑制作用，根据抑菌圈的大小来确定抗生素残留的含量。该方法虽然操作简单、成本低，但是检测周期长，敏感性差，易受其他抗生素干扰，因此不能满足微量检测的要求。仪器分析法主要是利用抗生素分子中特定基团所具有的特殊性质来进行定量测定，包括色谱法和色谱-质谱联用法。该方法可以实现高灵敏检测，但存在检测程序复杂、所需仪器设备昂贵并且需要专业人员操作等不足。因此，目前只用于实验室样品测定，难以大规模推广。免疫检测方法是根据特定抗生素的抗原与抗体间的特异性结合，利用显色反应实现定量检测的方法。免疫反应特异性强、灵敏度高，非常适合于复杂体系中某种特定的痕量组分的检测。但是免疫测定法也有其局限性，如不具备多残留分析能力；同类抗生素结构相似，若抗体分子特异性不高，会造成假阳性结果，而且作为标记物的酶分子其性质不稳定也造成检测结果重复性差、灵敏度低等问题。因此，要建立一种灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强的乳品抗生素残留检测方法，需要进一步改善食品前处理方法和检测体系的灵敏度。
近年来，农产品无损检测技术异军突起，以其特有的操作简单、检测速度快且易实现现场检测等优势，已成为当前农产品加工领域研究的热点，利用纳米材料构建生物传感平台也取得了很大的进展和发展。一系列新型纳米材料，如二硫化钼(MoS2)、聚多巴胺纳米管(PDANTs)、氧化石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)、介孔二氧化硅(MSNs)等一些新型有机聚合物框架材料已被开发并应用于SERS检测食品农产品污染成分等领域。刺激响应多孔材料具有高比表面积和独特的孔隙结构，吸引了大量的研究兴趣。Dehghani等人开发了基于dsDNA包封的MSN-N3的无标记适配体传感器，用于卡那霉素的测定。Tan等人设计了一种基于MCMs-NH2-Apt的新型荧光适应传感器用于检测AFB1,以Rh6G为信号探针，通过释放Rh6G可检测AFB1,LOD为0.13ng mL。介孔二氧化硅由于其承载能力大、孔径可调、无毒、生物相容性和易功能化等优点，是被广泛探索的用于分子门控生物传感器的多孔材料。
然而，小的孔容和不规则的孔径限制了介孔二氧化硅作为纳米容器的应用。相反，MOFs作为一种多孔材料，具有优异的将客分子封装在孔内和通过智能看门人控制释放客分子的能力。更重要的是，MOFs具有更规则的孔结构和精确的核酸功能化位点进行封装。金属有机骨架材料(MOFs)具有结构多样、可降解性好、孔隙率高等优点，具有广阔的应用前景。MOFs是一类新兴的多孔材料，可以通过各种有机建筑单体之间的共价键合来精确构建。因其设计性好、比表面积大、多样性强、物理化学稳定性好、功能可调等优点，在气体吸附、多相催化、发光传感器、污染物治理等领域得到了广泛的应用。基于生物分子门控释放策略和刺激响应MOFs的生物传感方法也得到了发展.Li等人采用MOFs制造了一种同质电化学生物传感器，用于同时检测多个肿瘤生物标志物.因此，本发明以优化性能后的多孔配位聚合物(HP-Uio-66-NH4)作为纳米容器，装载信号分子AgNVs@MB，以功能化核酸适配体作为封锁剂以及门控开关，构建了一种基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统，能够实现食品农产品中抗生素残留的快速免标记检测。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统；其检测方法快速、可靠、高灵敏、高重现、低成本，检测系统集成化、微型化、便捷化更适用于现场快速检测。实现对食品农产品中抗生素残留快速检测的目的，适用于食品安全、环境监测等技术领域。
基于纳米仿生孔道刺激响应门控传感体系的食品抗生素快速检测方法，以食品中残留抗生素为研究对象，以分子门控传感体系为支撑、表面增强拉曼光谱(SERS)技术为基础，以信息智能化处理为特色，依次实现多孔纳米仿生配位聚合物有机框架构建、纳米尺度下信号探针精确固载及可控释放、功能核酸适配体捕捉探针-多孔金属有机骨架杂交组装门控界面构筑；将功能核酸传感通路设计与仿生纳米孔道相结合，构建特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器。
进一步，构建所述多孔纳米仿生配位聚合物有机框架的方法为：通过偶联聚合制备了一种多孔有机聚合物HP-UiO-66，HP-UiO-66的大比表面积和多孔结构承载能力大、孔径可调、无毒、生物相容性和易功能化的优点，为多孔有机聚合物与信号分子探针之间的相互作用提供了更多的界面和活性位点；将多孔纳米仿生配位聚合物有机框架作为多孔金属有机骨架。
进一步，所述多孔金属有机骨架HP-UiO-66分子具有独特的分层结构，不仅具有传统的UiO-66的性能，而且具有更大的孔径，进而使多孔金属有机骨架具有纳米仿生孔道，该纳米仿生孔道具有将信号分子探针封装在孔道内和通过智能适配体门控“开关”释放信号分子探针的能力。
进一步，所述多孔金属有机骨架HP-UiO-66分子具有核酸功能化位点，所述核酸功能化位点为有机配体氨基基团，使HP-UiO-66易于与各种分子、适配体材料结合并实现功能化，使HP-UiO-66成为功能化核酸适体包覆制造生物传感器的理想载体，有效提高所构建生物传感器的选择性和敏感性。克服了介孔二氧化硅等传统的多孔有机金属框架作为纳米负载容器时小孔容和不规则的孔径、生物相容性差等局限性。
进一步，所述信号探针为银纳米绒毛(AgNVs)SERS活性衬底，制备银纳米绒毛SERS活性衬底的方法为：通过水热合成法，在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)表面活性剂存在下，用抗坏血酸还原硝酸银，得到均匀的银纳米颗粒(AgNRs)；采用一步电化学沉积法对银纳米颗粒形貌进行优化，获得具有致密绒毛的银纳米绒毛SERS活性衬底，优化后的活性衬底粗糙的表面增加分析物的吸附能力，较大的表面积便于形成更多热点，显著增强了拉曼信号，所制备了AgNVs SERS活性衬底具有良好重复性、灵敏度和均匀性。
进一步，所述银纳米绒毛SERS活性衬底上的银纳米绒毛的直径约为20-40nm；借助银纳米绒毛SERS活性衬底与多孔金属有机骨架的有机配体氨基基团之间的相互作用力，便于游离的银纳米绒毛SERS活性衬底进入多孔金属有机骨架的纳米仿生孔道之中，从而实现精确固载。
进一步，以多孔金属有机骨架的为载体负载信号探针，以功能核酸适配体捕捉探针作为负载信号探针的多孔金属有机骨架的封锁剂及门控开关，构筑功能核酸适配体捕捉探针-多孔金属有机骨架杂交组装界面；完成特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器的构建。可控释放的原理为：对于所制备的特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器，当抗生素存在时，由于特异性竞争效应，触发功能核酸适配体捕捉探针从特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器(Aptamer@MOFs@AgNVs@MB复合物)上释放，门控打开，导致纳米仿生孔道内信号探针泄露至检测体系之中，从而增强了检测体系的拉曼强度，采集独立未知样本集拉曼光谱数据，实现基于SERS信号的抗生素快速准确检测。
基于纳米仿生孔道刺激响应门控传感体系的食品抗生素快速检测系统，包括便携式智能化拉曼光谱检测系统，利用特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器对未知样本进行检测，通过便携式智能化拉曼光谱检测系统采集未知样本集拉曼光谱数据，实现基于SERS信号的抗生素快速准确检测；该拉曼光谱检测系统搭载了云端计算模型资源库及可远程调用的拉曼光谱云端分析平台；利用云端计算模型以反应前后标记分子特征峰的拉曼强度差与抗生素浓度建立标准曲线，以获得检测结果。
进一步，所述便携式拉曼检测设备系统包括采集单元、输出单元以及拉曼光谱云端分析平台；
采集单元包括光纤耦合半导体激光器和拉曼探头，拉曼探头通过光纤连接光纤耦合半导体激光器，实现两者之间信号的相互传输；光纤耦合半导体激光器与集成控制电路电性直连，构建一个紧凑的光谱采集设备；
输出单元包括MCU、显示模块、蓝牙模块、电源模块，MCU的输入端连接采集单元，用于接收采集单元获得的光谱数据；MCU的输出端分别电连接显示模块、蓝牙模块、电源模块；蓝牙模块于客户端之间通过蓝牙实现信号传输。
进一步，拉曼光谱云端分析平台与客户端的连接方式为：用户管理网页和计算模型算法部署在服务器上，服务器提供ip地址和监听端口给客户端请求访问，构建一个可远程调用的拉曼光谱云端分析平台；拉曼光谱云端分析平台方便用户对历史拉曼光谱数据的查询访问和计算模型的增改。
本发明的有益效果：
1、所构建的仿生孔道纳米有机金属框架(HP-UiO-66-NH2)，能够将巨大的材料包裹在其结构孔中，并将这些材料更精确地运送到目标。具有生物相容性、分散性和传感性能等独特的物理化学性质，使这些功能性纳米材料成为信号探针负载与可控释放以及电化学和光生物传感的优秀候选材料。未来在生物传感、催化、生物成像、能量存储、药物递送和疾病诊断方面都展现出巨大的潜力。
2、通过配位键键合作用构筑具有高孔隙率的多样拓扑结构，凭借其优异的多孔传质通道，将不同金属离子精准组装到反应位点上，得到HP-UiO-66-NH2。鉴于特异性多孔配位聚合物有机桥联配体长度和柔性结构的任意可调性，利用金属离子与有机桥联配体间几何构型的可变性，本研究构筑了具有不同微观形貌、孔径尺寸均一、高孔隙率和负载能力的HP-UiO-66-NH2，实现其在纳米尺度下的可控合成。
3、本研究提供一种基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统，便携式智能化检测系统通过蓝牙与手机连接，结合SERS响应媒介，能够实现拉曼光谱实时显示、光谱数据实时上传以及检测结果的实时获取有效的解决了现场人员光谱建模困难、建模时间长的问题，使设备操作更加简单智能，该检测系统凭借集成化、微型化、便携式的突出优势，为食品中抗生素的快速、高灵敏检测开拓了新的技术领域。
4、本研究提供一种基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法及系统，便携式智能化检测系统采用化学计量学方法建立检测模型，相比单个峰建立的标准曲线更加稳定，其在避免复杂食品基质的干扰，提高模型鲁棒性及重现性方面，展现出突出优势；所述便携式智能化检测系统上位机软件设计将采集光谱与光谱建模分析进行解耦，任意检测设备均可以连接到同一个云端光谱处理平台，调用计算模型资源，获得检测结果；所述便携式智能化检测系统在操作上更适用于普通用户，同时有效解决了手机硬件处理和计算复杂数据时资源有限，计算模型现场建立困难和模型无法共享、复用率不高等问题。
5、以分子门控传感体系为支撑、表面增强拉曼光谱(SERS)技术为基础，以信息智能化处理为特色，依次实现多孔纳米仿生配位聚合物有机框架构建、纳米尺度下信号探针精确固载及可控释放、功能核酸适配体捕捉探针-多孔纳米多孔配位聚合物杂交组装门控界面构筑，具体融合纳米仿生孔道通路设计、信号探针精确固载与可控释放、功能化适体生物传感、多重刺激分子门控响应传感、化学计量学、海量模型资源存储、云数据传输、计算模块调用等技术优势，构建快速、准确、可靠的便携式智能化检测方法及系统，克服现有检测方法繁琐、准确性差的局限性。
附图说明
图1本发明所述便携式拉曼设备结构以及云平台设计检测示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，具体通过以下步骤实现：
S1、多孔纳米仿生配位聚合物有机框架(HP-UiO-66-NH2)构建:首先,0.3-0.4gZrCl4和多余的月桂酸溶解在80mL的DMF,然后超声混合30分钟。随后,添加0.1-0.2g H2N-H2BDC并继续超声5分钟。将混合溶液转移到烘箱中的水热反应釜中，在120℃下反应48h，离心干燥，得到黄色粉末。将粉末样品用DMF洗涤几次，再用乙醇洗涤几次，最后在120℃下干燥12h，得到HP-UiO-66-NH2；将HP-UiO-66-NH2作为多孔金属有机骨架；在本实施例中，通过ZrCl4、月桂酸和H2N-H2BDC之间的配比以及加入月桂酸后反应的PHZ值，使得本发明所制备的多孔纳米仿生配位聚合物有机框架相对现有的UiO-66-NH2孔径更大；故HP-UiO-66-NH2具有纳米仿生孔道，该纳米仿生孔道具有将信号分子探针封装在孔道内。
HP-UiO-66-NH2具有核酸功能化位点，所述核酸功能化位点为有机配体氨基基团，使HP-UiO-66易于与各种分子、适配体材料结合并实现功能化，使HP-UiO-66成为功能化核酸适体包覆制造生物传感器的理想载体，有效提高所构建生物传感器的选择性和敏感性。克服了介孔二氧化硅等传统的多孔有机金属框架作为纳米负载容器时小孔容和不规则的孔径、生物相容性差等局限性。可为多孔有机聚合物与信号分子探针之间的相互作用提供了更多的界面和活性位点。凭借有机桥联配体长度和柔性结构的任意可调性，构筑了孔径尺寸合适、孔径排列规则的具有优质负载效果的多孔金属有机骨架(MOFs)，实现多孔金属有机骨架在纳米尺度下的可控合成，从而为亚甲基蓝MB，以及纳米绒毛SERS活性衬底AgNVs通过自组装方便地负载到HP-UiO-66仿生纳米隧道提供了前提。本发明通过有机桥联配体诱导MOFs界面自组装技术，获得的HP-UiO-66具有高孔隙率、高稳定性的网络结构晶态柔性多孔配位聚合物，能够实现目标信号分子精确组装负载。
S2、银纳米绒毛SERS活性衬底合成:将10ml超纯水、1-5ml PVP水溶液和适量硝酸银溶液添加到一个干净的烧杯中，对溶液进行磁性搅拌的同时加热到30℃,然后加入1ml抗坏血酸水溶液，并保持30℃搅拌15min。将混合溶液立即取出于冰浴中冷却降至室温,然后以5000rpm离心10分钟，出去上清液，沉淀分别用乙醇和超纯水洗涤三次得到AgNRs；采用一步电化学沉积法对其形貌进行优化，得到致密的AgNVs纳米绒毛活性SERS衬底；所述银纳米绒毛SERS活性衬底上的银纳米绒毛的直径约为20-40nm。本发明所合成银纳米绒毛SERS活性衬底，能够产生指数级拉曼增强效果。所制备了AgNVs SERS活性衬底具有良好重复性、灵敏度和均匀性。
S3信号分子精确固载及可控释放:将20-30mg HP-UiO-66-NH2分散于适量亚甲基蓝MB及纳米绒毛活性衬底AgNVs混合溶液中，用恒温振荡器混合24h。然后离心并清洗3次以除去物理吸附信号探针AgNVs@MB；实现了AgNVs SERS活性基底与拉曼信号分子MB同时负载到多孔纳米仿生孔道中，实现纳米尺度下精确组装与负载。
S4功能核酸适配体捕捉探针-多孔纳米多孔配位聚合物杂交组装门控界面构筑:MOFs@AgNVs@MB复合物与一定量的适配体捕获探针在25℃孵卵5h。形成功能核酸适配体捕捉探针从特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器(Aptamer@MOFs@AgNVs@MB复合物)，离心后用超纯水反复洗涤，去除多余的aptamer和MB染料；
以HP-UiO-66-NH2为载体负载信号探针，以功能核酸适配体捕捉探针作为负载信号探针的HP-UiO-66-NH2封锁剂及门控开关，构筑功能核酸适配体捕捉探针-多孔金属有机骨架杂交组装界面；完成特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器的构建。
可控释放的原理为：对于所制备的特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器，当抗生素存在时，由于特异性竞争效应，触发功能核酸适配体捕捉探针从特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器(Aptamer@MOFs@AgNVs@MB复合物)上释放，门控打开，导致纳米仿生孔道内信号探针泄露至检测体系之中，从而增强了检测体系的拉曼强度，采集独立未知样本集拉曼光谱数据，实现基于SERS信号的抗生素快速准确检测。
此外，本申请还基于上述检测方法提出了基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测系统，具体如下：
开发集成式、微型化、便携式拉曼光谱仪:将MCU、显示模块、蓝牙模块、电源模块集成在电路板上，使用小型光纤耦合半导体激光器和微型拉曼探头，激光器与集成控制电路直连，构建一个紧凑的光谱采集设备；具体包含包括采集单元、输出单元：
采集单元包括光纤耦合半导体激光器和拉曼探头，拉曼探头通过光纤连接光纤耦合半导体激光器，实现两者之间信号的相互传输；光纤耦合半导体激光器与集成控制电路电性直连，构建一个紧凑的光谱采集设备；采集上述方法所采集的拉曼信号；
输出单元包括MCU、显示模块、蓝牙模块、电源模块，MCU的输入端连接采集单元，用于接收采集单元获得的光谱数据；MCU的输出端分别电连接显示模块、蓝牙模块、电源模块；蓝牙模块于客户端之间通过蓝牙实现信号传输；电源模块与各个用电单元之间电性连接，实现功能；
构建拉曼光谱云端分析平台:将用户管理网页和计算模型算法部署在服务器上，服务器提供ip地址和监听端口给客户端请求访问，构建一个可远程调用的拉曼光谱云端分析平台。拉曼光谱云端分析平台方便用户对历史拉曼光谱数据的查询访问和计算模型的增改。该拉曼光谱分析平台可提供多种计算模型供多个客户端用户调用，提高了检测模型的复用率和检测系统的智能化。
利用特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器对未知样本进行检测，通过上述便携式智能化拉曼光谱检测系统采集未知样本集拉曼光谱数据，实现基于SERS信号的抗生素快速准确检测。
综上实施例所记载的内容，本申请所设计的方法及其系统能够克服常规理化检测速度慢、化学试剂对环境不友好的问题，克服传统检测方法盲目性、特异性差问题，克服传统检测方法灵敏度性和准确性差的问题，检测过程样品无需前处理，显著提高食品农产品抗生素残留的检测速度和检测的可靠性。鉴于申请人在食品拉曼无损检测领域积累了良好的工作基础，此检测系统通过蓝牙与手机连接，结合SERS响应媒介，能够实现拉曼光谱实时显示、光谱数据实时上传以及检测结果的实时获取有效的解决了现场人员光谱建模困难、建模时间长的问题，使设备操作更加简单智能，该检测系统凭借集成化、微型化、便携式的突出优势，为食品农产品中抗生素残留快速高灵敏检测开拓了新的技术领域。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于，以食品中残留抗生素为研究对象，以分子门控传感体系为支撑、表面增强拉曼光谱技术为基础，以信息智能化处理为特色，依次实现多孔纳米仿生配位聚合物有机框架构建、纳米尺度下信号探针精确固载及可控释放、功能核酸适配体捕捉探针-多孔金属有机骨架杂交组装门控界面构筑；将功能核酸传感通路设计与仿生纳米孔道相结合，构建特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器。
2.根据权利要求1所述的基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于，构建所述多孔纳米仿生配位聚合物有机框架的方法为：通过偶联聚合制备了一种多孔有机聚合物HP-UiO-66，HP-UiO-66的大比表面积和多孔结构承载能力大、孔径可调、无毒、生物相容性和易功能化的优点，为多孔有机聚合物与信号分子探针之间的相互作用提供了更多的界面和活性位点；将多孔纳米仿生配位聚合物有机框架作为多孔金属有机骨架。
3.根据权利要求2所述的基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于，所述多孔金属有机骨架HP-UiO-66分子具有独特的分层结构，不仅具有传统的UiO-66的性能，而且具有更大的孔径，进而使多孔金属有机骨架具有纳米仿生孔道，该纳米仿生孔道具有将信号分子探针封装在孔道内和通过智能适配体门控“开关”释放信号分子探针的能力。
4.根据权利要求1所述的基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于，所述多孔金属有机骨架HP-UiO-66分子具有核酸功能化位点，所述核酸功能化位点为有机配体氨基基团，使HP-UiO-66易于与各种分子、适配体材料结合并实现功能化，使HP-UiO-66成为功能化核酸适体包覆制造生物传感器的理想载体，有效提高所构建生物传感器的选择性和敏感性。克服了介孔二氧化硅等传统的多孔有机金属框架作为纳米负载容器时小孔容和不规则的孔径、生物相容性差等局限性。
5.根据权利要求1所述的基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于，所述信号探针为银纳米绒毛SERS活性衬底，制备银纳米绒毛SERS活性衬底的方法为：通过水热合成法，在聚乙烯吡咯烷酮表面活性剂存在下，用抗坏血酸还原硝酸银，得到均匀的银纳米颗粒；采用一步电化学沉积法对银纳米颗粒形貌进行优化，获得具有致密绒毛的银纳米绒毛SERS活性衬底，优化后的活性衬底粗糙的表面增加分析物的吸附能力，较大的表面积便于形成更多热点，显著增强了拉曼信号，所制备的SERS活性衬底具有良好重复性、灵敏度和均匀性。
6.根据权利要求5所述的基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于，所述银纳米绒毛SERS活性衬底上的银纳米绒毛的直径约为20-40nm；借助银纳米绒毛SERS活性衬底与多孔金属有机骨架的有机配体氨基基团之间的相互作用力，便于游离的银纳米绒毛SERS活性衬底进入多孔金属有机骨架的纳米仿生孔道之中，从而实现精确固载。
7.根据权利要求6所述的基于仿生纳米孔道刺激响应门控传感体系的食品中抗生素快速检测方法，其特征在于,以多孔金属有机骨架的为载体负载信号探针，以功能核酸适配体捕捉探针作为负载信号探针的多孔金属有机骨架的封锁剂及门控开关，构筑功能核酸适配体捕捉探针-多孔金属有机骨架杂交组装界面；完成特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器的构建。可控释放的原理为：对于所制备的特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器，当抗生素存在时，由于特异性竞争效应，触发功能核酸适配体捕捉探针从特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器上释放，门控打开，导致纳米仿生孔道内信号探针泄露至检测体系之中，从而增强了检测体系的拉曼强度，采集独立未知样本集拉曼光谱数据，实现基于SERS信号的抗生素快速准确检测。
8.基于纳米仿生孔道刺激响应门控传感体系的食品抗生素快速检测系统，其特征在于，包括便携式智能化拉曼光谱检测系统，利用特异性刺激响应“开关”型多孔纳米仿生适体传感器对未知样本进行检测，通过便携式智能化拉曼光谱检测系统采集未知样本集拉曼光谱数据，实现基于SERS信号的抗生素快速准确检测；该拉曼光谱检测系统搭载了云端计算模型资源库及可远程调用的拉曼光谱云端分析平台；利用云端计算模型以反应前后标记分子特征峰的拉曼强度差与抗生素浓度建立标准曲线，以获得检测结果。
9.根据权利要求8所述的基于纳米仿生孔道刺激响应门控传感体系的食品抗生素快速检测系统：其特征在于，所述便携式拉曼检测设备系统包括采集单元、输出单元以及拉曼光谱云端分析平台；
采集单元包括光纤耦合半导体激光器和拉曼探头，拉曼探头通过光纤连接光纤耦合半导体激光器，实现两者之间信号的相互传输；光纤耦合半导体激光器与集成控制电路电性直连，构建一个紧凑的光谱采集设备；
输出单元包括MCU、显示模块、蓝牙模块、电源模块，MCU的输入端连接采集单元，用于接收采集单元获得的光谱数据；MCU的输出端分别电连接显示模块、蓝牙模块、电源模块；蓝牙模块于客户端之间通过蓝牙实现信号传输。
10.根据权利要求9所述的基于纳米仿生孔道刺激响应门控传感体系的食品抗生素快速检测系统，其特征在于，拉曼光谱云端分析平台与客户端的连接方式为：用户管理网页和计算模型算法部署在服务器上，服务器提供ip地址和监听端口给客户端请求访问，构建一个可远程调用的拉曼光谱云端分析平台；拉曼光谱云端分析平台方便用户对历史拉曼光谱数据的查询访问和计算模型的增改。
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