基于DNA片段化策略的SYBR Green I适配体生物传感器在阿霉素监测中的创新应用

针对阿霉素(DOX)环境污染监测需求，研究人员开发了一种基于SYBR Green I(SG I)的无标记荧光适配体生物传感器(FAB)。通过将41-mer互补链(CP)片段化为三个11-mer片段，显著降低非特异性SG I结合干扰，使荧光信号比(FdsDNA/FssDNA)提升至12.6倍，检测限达1.41 nM，为环境监测提供高灵敏解决方案。

　　

阿霉素(DOX)作为广泛使用的化疗抗生素，其环境残留问题日益严峻——能在海洋生态系统中持久存在，通过生物富集作用进入食物链，并污染农业系统。传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和电化学技术面临成本高、操作复杂等瓶颈。面对这一挑战，浙江理工大学的研究团队在《Talanta》发表创新成果，开发出基于DNA片段化策略的SYBR Green I(SG I)荧光适配体生物传感器(FAB)，为DOX监测提供了突破性解决方案。

研究采用三项关键技术：1）将41-mer互补链(CP₁)战略性地片段化为三个11-mer短链；2）利用SG I对dsDNA的特异性识别实现信号放大；3）通过DOX与SG I的竞争性结合实现背景抑制。这种设计在保持适配体(DOX1)亲和力的同时，将荧光信号比(F_dsDNA/F_ssDNA)从4.6倍提升至12.6倍。

设计创新
通过系统优化CP片段长度，发现11-mer片段既能维持DOX1结合能力，又可最大限度减少SG I非特异性结合。凝胶电泳和熔点分析证实，片段化设计使dsDNA解链温度(T_m)保持在63.8°C，确保结构稳定性。

性能突破
竞争结合实验显示，DOX的引入产生52.8倍的荧光猝灭比(F₀/F)。传感器在1.41-300 nM范围内呈线性响应，对池塘水和饮用水的加标回收率达95.1%-101.8%，相对标准偏差(RSD)<3.46%，显著优于传统方法。

结论与意义
该研究首创的DNA片段化策略，通过协同优化信号转导效率(F_max/F_min)与背景抑制能力(F₀/F)，实现了三大突破：1）检测限降低至纳摩尔级；2）免除复杂纳米材料修饰；3）抗基质干扰能力强。由Luke Wei和Jieqiong Qiu领衔的团队证明，这种模块化设计可拓展至其他靶标检测，为食品安全、环境监测领域提供了普适性技术平台。研究获得浙江理工大学基础研究基金(No.23042137-Y)等资助，相关技术已申请专利保护。