碳包裹Fe3O4修饰丝网印刷碳电极同步检测7,8-二氢-8-氧代腺嘌呤与2-羟基腺嘌呤的电化学新方法

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Talanta 5.6

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  为解决环境中阿霉素(DOX)残留导致的生态与健康风险,研究人员开发了一种基于SYBR Green I信号放大的无标记荧光适体生物传感器(FAB)。通过将41-mer互补链片段化为11-mer,显著降低非特异性干扰,使荧光猝灭比(F0/F)提升至52.8,检测限达1.41 nM。该策略为食品安全与环境监测提供了高灵敏、简易的解决方案。

  

阿霉素(DOX)作为临床常用蒽环类抗生素,虽能有效抑制肿瘤,但其环境残留问题日益严峻。研究表明,DOX可通过水体富集进入生物链,甚至污染农产品,威胁生态系统和公众健康。然而,传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和电化学技术存在成本高、操作复杂等缺陷。面对这一挑战,浙江理工大学(Zhejiang Sci-Tech University)的研究团队在《Talanta》发表了一项突破性研究,开发了一种基于DNA片段化策略的无标记荧光适体生物传感器(FAB),为DOX监测提供了高灵敏、低成本的解决方案。

研究团队采用三项关键技术:1)通过系统进化配体指数富集(SELEX)筛选高亲和力DOX适体(DOX1);2)将41-mer互补链(CP)片段化为三个11-mer短链,降低SYBR Green I(SG I)非特异性结合;3)利用竞争性结合原理增强荧光信号比(FdsDNA/FssDNA)。实验样本包括池塘水和饮用水,验证了方法的实际适用性。

研究结果
设计FAB
通过片段化CP链,将SG I背景信号干扰从4.6倍降至12.6倍,同时保持DOX1与靶标的高亲和力。竞争结合实验显示,DOX与SG I的相互作用使荧光猝灭比(F0/F)达到52.8,远超传统方法。

性能验证
优化后的FAB检测限为1.41 nM,线性范围1.41-300 nM。在真实水样中,回收率达95.1%-101.8%,相对标准偏差(RSD)<3.46%,证明其抗基质干扰能力。

结论与意义
该研究创新性地通过DNA片段化策略,解决了长链ssDNA非特异性结合SG I的难题,同步提升信号比(Fmax/Fmin)与检测灵敏度。相比纳米材料修饰或复杂扩增技术,该方法仅需简单杂交步骤即可实现超灵敏检测,为环境DOX污染监测提供了革命性工具。其设计理念可拓展至其他小分子检测领域,在食品安全、生物安全等领域具有广泛应用前景。研究由浙江理工大学基金(No. 23042137-Y)和优秀学位论文培育项目(No. LW-YP2024066)支持,作者Luke Wei等强调该策略兼具操作简便性与成本效益,有望推动适体传感器技术的标准化进程。

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