基于多价DNA纳米线加速催化发夹组装的黄曲霉毒素B1高灵敏比色检测新方法

本研究针对食品中黄曲霉毒素B1(AFB1)检测存在的设备依赖性强、操作复杂等问题，开发了一种基于多价DNA纳米线加速催化发夹组装(CHA)的比色检测技术。通过靶标诱导生成多价DNA纳米线，使反应速率提升32.3倍，检测限达4.26 pM，在花生样品中回收率达95.96%-107.75%，为食品安全现场检测提供了高灵敏、便携化的解决方案。

　　

黄曲霉毒素B₁(AFB₁)作为强致癌性霉菌毒素，广泛存在于霉变谷物中，全球每年因AFB₁污染造成的粮食损失高达数百万吨。尽管各国制定了严格的限量标准，但传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)需要昂贵设备和专业操作，难以满足基层检测需求。比色法虽操作简便，但面对食品基质干扰时灵敏度不足，而现有催化发夹组装(CHA)技术又受限于缓慢的扩散动力学，往往需要数小时才能完成检测。

湖南大学的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表的研究中，创新性地将杂交链式反应(HCR)与CHA相结合，构建了多价DNA纳米线驱动的级联放大系统。当AFB₁与核酸适配体(Apt)结合后，释放的互补链(Cs)触发HCR形成多价DNA纳米线，其表面密集分布的触发序列可同时激活多个CHA反应单元。这种空间受限的局部反应使初始反应速率较传统方法提升7.6-32.3倍，整个检测过程缩短至1小时内完成。

关键技术包括：1) 多价DNA纳米线的靶标诱导组装；2) 基于血红素(hemin)/G-四链体的比色信号输出；3) 20 mM KCl/10 mM MgCl₂的缓冲体系优化；4) 实际样品(花生)的加标回收验证。

【结果】

1. 反应动力学优化：多价设计使CHA反应速率常数(k_obs)达到0.147 min^-1，较单价体系提升32.3倍；
2. 分析性能：在10 pM-1 nM范围内呈现良好线性(R²=0.997)，检出限4.26 pM，低于欧盟标准(2 μg/kg)要求；
3. 实际应用：在含油脂干扰的花生样本中，加标回收率95.96%-107.75%，RSD<5.2%。

【结论】该研究通过多价效应突破传统CHA的扩散限制，首次实现DNA纳米线对CHA反应的时空控制。相比现有方法，该技术兼具仪器无关(裸眼判读)、操作简便(单步反应)和成本低廉(无需抗体)等优势，为农产品霉菌毒素现场筛查提供了新范式。其设计理念可拓展至其他小分子污染物的检测体系开发，具有重要的产业转化价值。