基于酶-纳米酶协同系统的结构转换型适体传感器实现17β-雌二醇的双模灵敏检测

《Sensors and Actuators B: Chemical》：Dual-signal structure-switching aptasensor leveraging enzyme-nanozyme hybrid system for sensitive 17β-estradiol detection

本文开发了一种新型双模（比色/荧光）适体传感器，通过结构转换适体（ssDNA）触发酶（ALP）-纳米酶（MnO2 NSs）协同系统，实现了对内分泌干扰物17β-雌二醇（E2）的高灵敏检测。该传感器利用碱性磷酸酶（ALP）介导的MnO2纳米片降解机制，同步调控氧化酶模拟活性与荧光猝灭性能，兼具自验证功能与抗干扰能力，在牛奶/自来水样品中回收率达97.8–108.95%，为环境与食品中E2污染监测提供了便携式解决方案。

　　

Section snippets

Chemicals and instruments

实验所用化学品与仪器详见补充材料。

Preparation of MnO₂ NSs

MnO₂纳米片参照文献方法合成：将含12 mM四甲基氢氧化铵（TMA·OH）的18 mL水溶液与2 mL过氧化氢（H₂O₂，3.0 wt%）混合后，快速倒入10 mL MnCl₂·4H₂O水溶液（0.3 M）中剧烈搅拌。室温下持续搅拌12小时后，通过离心收集块状MnO₂纳米片，经水洗重分散后获得均一纳米片悬浮液。

Characterization of MnO₂ NSs

通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对MnO₂纳米片形貌进行表征。SEM图像显示材料由均匀褶皱状纳米片构成（图1A），元素分布图证实Mn、O元素均匀分布（图S1）。TEM进一步揭示纳米片呈现典型二维层状结构，高分辨率TEM显示清晰的0.21 nm晶格条纹，对应MnO₂的（100）晶面（图1B）。紫外-可见吸收光谱在370 nm处出现特征宽吸收峰（图1C），Zeta电位测定表明纳米片表面带负电（-25.3 mV）。

Conclusion

结构转换信号适体为靶标-适体结合事件提供了简单快速的信号转导路径。基于此，我们开发了利用ALP与MnO₂纳米片协同系统的E2双模适体传感器。该体系通过ALP介导的还原反应破坏MnO₂纳米片的氧化酶模拟活性与荧光猝灭特性，实现了对E2的高灵敏检测。