酶抑制剂联用液晶生物传感器实现食品中恩诺沙星的高灵敏可视化检测

为解决食品和环境样品中恩诺沙星（Enr）残留检测技术复杂、成本高的问题，研究人员开发了一种基于酶抑制剂联用液晶（EILi-LC）的生物传感器。该技术通过Enr抗体与双功能分子EM的特异性结合，触发乙酰胆碱酯酶（AChE）活性变化，诱导液晶界面取向转变，实现Enr的裸眼可视化检测，灵敏度达皮摩尔级。研究成果为食品安全监测提供了简便、高效的现场检测新方法。

　　

抗生素滥用导致的残留污染已成为全球公共卫生问题。恩诺沙星（Enrofloxacin, Enr）作为兽用氟喹诺酮类抗生素，虽能有效抑制细菌DNA旋转酶（gyrase）和拓扑异构酶IV（topoisomerase IV），但其在食品和环境中的残留会通过食物链危害人体健康。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和质谱（MS）虽精准但依赖昂贵设备，而现有生物传感器多需荧光标记或复杂信号转换。

针对这一技术瓶颈，齐鲁工业大学（山东省科学院）的Mashooq Khan团队创新性地将液晶（LC）的光学各向异性与酶抑制效应耦合，构建了EILi-LC生物传感器。研究人员通过点击化学合成Enr-马拉硫磷适配体（EM）双功能分子，利用其与Enr抗体的竞争结合调控乙酰胆碱酯酶（AChE）活性，最终通过肉豆蔻酰胆碱（Myr）在LC界面的自组装诱导取向转变——无Enr时呈现明亮双折射图像（平面取向），存在Enr时变为暗场（垂直取向）。该成果发表于《Sensors and Actuators B: Chemical》，为食品安全监测提供了无需复杂仪器的现场检测方案。

关键技术包括：1）点击化学合成EM探针；2）96孔板抗体固定化技术；3）基于LC界面取向变化的信号转导系统；4）便携式液晶检测装置（LCDD）开发。研究团队还验证了该方法在猪肉、鱼肉和牛奶等实际样品中的适用性。

【Feasibility of the EILi-LC biosensor for Enr detection】
通过RNAfold预测马拉硫磷适配体二级结构（自由能-11.50 kcal/mol），EM分子可同时结合Enr抗体和抑制AChE。实验证实，10^-12 M Enr即可引发显著LC光学响应。

【Conclusions】
该传感器对Enr的检测限达0.3 pg/mL，且能区分青霉素、四环素等结构类似物。实际样品加标回收率为92.5%-107.8%，与ELISA结果高度一致（R²=0.991）。

讨论指出，EILi-LC技术通过酶抑制级联放大信号，较传统LC传感器灵敏度提升100倍。便携式LCDD的设计使其适用于养殖场、市场等现场检测场景。该研究为抗生素残留监测提供了新范式，未来可拓展至其他小分子污染物的检测。