基于限制性内切酶驱动DNA步行系统的玉米赤霉烯酮电化学-比色双模式检测新方法

为解决玉米赤霉烯酮(ZEN)传统检测方法仪器依赖性强、操作复杂的问题，研究人员开发了一种基于限制性内切酶Nt.BbvcI驱动DNA步行系统的双模式生物传感器。该研究通过整合链霉亲和素磁珠(SA-MBs)与电极表面轨道链切割，实现10?10 mol/L级高灵敏度检测，为食品安全监测提供了可靠工具。

　　

玉米赤霉烯酮(ZEN)作为镰刀菌产生的剧毒代谢物，在谷物中残留问题严重，欧盟和中国分别设定75 μg/kg和60 μg/kg的限量标准。传统检测如HPLC-MS/MS虽精准但依赖大型设备，而单模式生物传感器存在结果验证不足的缺陷。针对这一挑战，中国研究人员创新性地将限制性内切酶驱动的DNA步行系统与双信号模式结合，相关成果发表于《Bioelectrochemistry》。

研究团队采用三项核心技术：1) 基于链霉亲和素磁珠(SA-MBs)的步行链固定化；2) Nt.BbvcI酶切触发的G-四链体释放比色信号放大；3) 金电极表面DNA发夹结构电化学信号转换。通过农村谷物样本验证，构建了"溶液-电极"双行走反应体系。

【Working mechanism of the sensor】
研究发现，ZEN与适配体结合后释放Walker链，触发Nt.BbvcI对磁珠表面H1发夹的持续切割，释放的G-rich序列催化H₂
O₂
/ABTS产生颜色变化；同步进行的电极表面行走反应导致甲基蓝电信号衰减，形成互补验证机制。

【Conclusions】
该传感器在1.0×10^?9
-1.0×10^?6
mol/L范围内呈现良好线性，比色与电化学模式检测限分别为3.44×10^?10
mol/L和3.39×10^?9
mol/L。实际样本加标回收率达92.8-106.3%，显著优于ELISA法。

这项由Yanjun Wang等人完成的研究，通过DNA步行系统的级联信号放大，首次实现ZEN检测的"肉眼观察-仪器分析"双验证。其创新性在于：1) 将核酸适配体的高特异性与DNA纳米机器的动态特性结合；2) 磁分离技术有效降低背景干扰；3) 可拓展至其他毒素检测。研究获湖南省自然科学基金(2024JJ8264)等支持，为现场快速检测提供了新范式。