基于协同空间限域催化发夹组装策略的食品中氯霉素高灵敏检测新方法

为解决抗生素滥用导致的食品安全问题，四川化工职业技术学院等机构研究人员开发了一种协同空间限域催化发夹组装(CHA)策略，通过构建三叶Y型DNA结构和钳形DNA支架，将检测限降至0.8 pM，为食品中氯霉素(CAP)的快速筛查提供了创新技术。

　　

抗生素滥用引发的食品安全问题日益严峻，氯霉素(CAP)作为广谱抗生素在畜牧业的违规使用，通过食物链在人体蓄积可能导致再生障碍性贫血等严重疾病。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和质谱技术存在设备昂贵、操作复杂等缺陷，而常规DNA扩增技术因单催化位点效率低下难以满足快速筛查需求。

四川化工职业技术学院等机构的研究团队在《Journal of Food Composition and Analysis》发表研究，创新性地提出协同空间限域催化发夹组装(CHA)策略。该技术通过构建三叶Y型DNA结构实现双重信号放大：CAP与适配体结合触发初级CHA产生三叶Y型DNA，其三个末端分别启动自催化循环和次级CHA反应；设计的钳形DNA支架使两对发夹结构在空间上紧密相邻，显著提高局部反应物浓度。这种"催化剂-反应物"双重限域设计突破传统扩散限制，将检测灵敏度提升至0.8 pM，反应时间缩短至55分钟。

关键技术包括：1) 三叶Y型DNA结构设计实现自催化循环；2) 钳形DNA支架构建空间限域反应微环境；3) 双级CHA信号放大系统；4) 应用实际食品样本验证。

研究结果显示：

1. 检测原理：CAP通过适配体识别触发级联反应，三叶Y型DNA的协同催化使信号呈指数增长。
2. 性能验证：在3 pM-1 nM范围内呈现良好线性关系，牛奶样本加标回收率达92.3%-106.5%。
3. 实际应用：成功检测蜂蜜、牛奶等复杂基质，抗干扰能力优于传统ELISA方法。

该研究突破现有检测技术的灵敏度瓶颈，其创新性体现在：

1. 首创"空间限域+协同催化"双增强机制；
2. 钳形DNA支架设计实现反应微区的高密度组装；
3. 无需酶参与的等温扩增显著降低成本。研究成果为食品安全现场快速检测提供了新范式，对遏制抗生素滥用具有重要实践价值。研究团队特别指出，该策略可拓展至其他小分子污染物的检测体系开发，在农产品质量监控领域展现出广阔应用前景。