基于CsPbBr3@SiO2纳米复合物与催化发夹组装的双信号土霉素检测新策略

为解决抗生素残留检测难题，研究人员开发了基于CsPbBr3@SiO2纳米复合物与催化发夹组装（CHA）的双模式传感平台。该研究通过介孔二氧化硅封装提升钙钛矿稳定性，结合磁分离技术实现土霉素（OTC）的超灵敏检测，荧光与比色信号检测限分别达0.012 nM和0.017 nM，为食品安全监测提供新工具。

　　

抗生素滥用引发的食品安全问题日益严峻，土霉素（OTC）作为四环素类广谱抗生素，在养殖业中的过度使用导致其在食品链中残留，不仅威胁人类健康，还可能加速细菌耐药性发展。传统检测方法如高效液相色谱（HPLC）和酶联免疫吸附试验（ELISA）存在设备昂贵或操作复杂等局限，亟需开发简便、高灵敏的新型检测技术。

吉林大学的研究团队在《Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology》发表的研究中，创新性地将钙钛矿纳米晶（CsPbBr₃ NCs）与核酸信号放大技术结合，构建了双模式检测平台。该研究通过高温固相法在二氧化硅介孔中原位结晶CsPbX₃纳米晶，二氧化硅外壳不仅将材料荧光波长可调范围扩展至410-506 nm，更使其在水溶液中保持7天荧光稳定。研究人员进一步整合磁珠分离、催化发夹组装（CHA）和G-四链体（G-quadruplex）模拟酶活性，当OTC存在时触发级联反应：磁珠上释放的互补DNA（cDNA）启动CHA反应，暴露的G富集序列在钾离子和血红素（hemin）存在下形成具有过氧化物酶活性的G-四链体，催化2,4-二氯苯酚（2,4-DP）氧化生成红色醌亚胺产物，同步实现510 nm处荧光猝灭和比色信号输出。

关键技术包括：1）介孔二氧化硅封装钙钛矿纳米晶的固相合成；2）磁珠-核酸复合物构建与CHA信号放大；3）G-四链体/血红素模拟酶系统；4）双模式信号采集与分析。

【CsPbX₃@SiO₂制备】通过调控卤素比例实现荧光可调，透射电镜显示二氧化硅有效钝化纳米晶表面缺陷，X射线衍射证实晶体结构完整性。
【检测性能】在0.01-100 nM范围内，荧光与比色信号均与OTC浓度呈线性关系，实际样品检测回收率达92.3-107.8%，显著优于ELISA法。
【稳定性测试】CsPbBr₃@SiO₂在水溶液中7天内荧光强度衰减<5%，而裸露纳米晶2小时即完全猝灭。

该研究通过材料设计与生物传感的巧妙融合，突破了钙钛矿纳米晶环境稳定性差的瓶颈，为抗生素残留监测提供了兼具超高灵敏度（较传统方法提升2个数量级）和现场检测潜力的新范式。第一作者Zhiyuan Wei和通讯作者Xingguang Su团队提出的双信号交叉验证策略，可有效规避单一检测模式的假阳性风险，在水产品安全监管领域展现出重要应用价值。国家自然科学基金（22374058）和吉林省科技发展项目（20220402001GH）的支持，体现了该研究在公共健康领域的战略意义。