基于分子印迹聚合物的无标记电化学生物传感器用于猪源性DNA检测研究

针对肉类掺假引发的食品安全问题，马来西亚马来亚大学团队开发了基于聚吡咯/四氧化三铁(PPy/Fe3O4)纳米复合材料的分子印迹聚合物(MIP)生物传感器，通过电聚合技术在ITO电极上构建特异性识别猪细胞色素b基因27碱基对序列的传感界面。该传感器在5–55 μM范围内呈现优异线性(R2=0.9923)，检测限低至0.0489 μM，相对标准偏差仅4.27%，为食品真实性和清真认证提供了新型快速检测工具。

　　

随着全球肉类掺假事件频发，猪肉非法混入牛羊肉制品不仅造成巨大经济损失，更触及宗教饮食禁忌和过敏人群健康问题。传统PCR检测虽准确但依赖昂贵设备和专业操作，而常规DNA传感器需要复杂标记过程。为此，马来西亚马来亚大学(Universiti Malaya)的研究团队在《Microchemical Journal》发表创新研究，通过将分子印迹技术(MIP)与纳米材料相结合，开发出新型无标记电化学检测平台。

研究采用循环伏安法(CV)在氧化铟锡(ITO)电极上电沉积聚吡咯/四氧化三铁(PPy/Fe₃O₄)纳米复合膜，以猪线粒体细胞色素b基因(cytb)的27bp双链DNA为模板分子，通过乙酸/乙醇溶液洗脱形成特异性识别位点。差分脉冲伏安法(DPV)分析显示，该传感器对猪DNA的氧化峰电流响应与浓度呈线性相关，在复杂肉类基质中仍保持优异选择性，可重复使用至少8次。

主要技术方法包括：1) 模板分子印迹聚合物的电化学合成；2) Fe₃O₄纳米颗粒增强电子传递；3) 差分脉冲伏安法信号检测；4) 实际肉类样本验证。

研究结果

1. 传感器构建与表征：CV证实PPy/Fe₃O₄复合膜成功沉积，Fe₃O₄使电荷转移电阻降低67%，显著提升灵敏度。

2. 分析性能：在优化条件下，DPV响应与猪DNA浓度在5–55 μM线性范围内相关系数达0.9923，检测限(LOD)为48.9 nM，低于常规PCR检测限。

3. 选择性测试：对牛、羊、鸡DNA的交叉反应率<6.2%，在混合DNA样本中可特异性识别目标序列。

4. 实际样本检测：加标回收率在94.2–106.8%之间，RSD<5%，适用于加工肉制品检测。

该研究首次将MIP技术应用于猪源性DNA检测，突破传统抗体/核酸探针的稳定性限制。PPy/Fe₃O₄纳米复合界面不仅提高电子传输效率，其磁性特征更便于电极再生。相比需要标记的杂交传感器，该平台直接检测DNA碱基氧化信号，简化操作流程的同时降低成本。这项技术为食品供应链监管提供了便携式检测方案，特别适合清真食品认证和过敏原筛查场景应用，对保障食品安全和消费者权益具有重要实践价值。