基于铜(II)-适配体复合物的软纳米酶构建及无标记比色法检测EDTA研究

研究人员针对铜基纳米酶设计复杂、检测范围窄等问题，创新性地利用Cu2+与适配体P8构建"软纳米酶"，通过分子钳调控显著提升其过氧化物酶活性（Km降低），开发出动态范围更宽的无标记EDTA比色检测方法，在雪碧和矿泉水中实现高灵敏度检测，为食品添加剂监测提供新策略。

　　

铜离子作为生物体内重要的微量元素，其独特的氧化还原特性使其成为多种酶的关键辅因子。受此启发，科学家们开发出能模拟天然酶功能的铜基纳米酶，但这些人工纳米酶往往面临合成复杂、检测灵敏度受限等挑战。与此同时，食品工业广泛使用的添加剂EDTA（乙二胺四乙酸）虽能保鲜护色，但过量摄入会导致人体微量元素流失、肾脏负担加重等问题。如何建立简便高效的EDTA检测方法，成为食品安全领域亟待解决的难题。

合肥工业大学食品与生物工程学院的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表创新研究，通过将Cu²⁺与特异性适配体P8结合，构建出具有过氧化物酶活性的"软纳米酶"系统。该团队采用SS-PD（序列-结构并行开发）策略筛选适配体，通过分子钳（N_d=20）调控复合物构象，利用TMB（3,3',5,5'-四甲基联苯胺）显色反应建立EDTA检测体系。

主要技术方法
研究通过SS-PD策略筛选Cu²⁺特异性适配体，采用紫外光谱和动力学分析测定酶活性参数（K_m、V_max），设计不同长度分子钳调控复合物构象，建立基于TMB-H₂O₂显色体系的比色检测方法，并在雪碧、矿泉水等实际样品中进行验证。

Aptamer Screening for Cu²⁺
经过三轮SS-PD筛选获得8种富集序列，其中P8与Cu²⁺形成的复合物展现出最优的过氧化物酶活性，其K_m值较游离Cu²⁺显著降低，表明底物亲和力提升。

Results
分子钳长度实验显示，当N_d=20时，P8-Cu²⁺复合物的催化效率达到峰值。EDTA检测体系在0-100 μM范围内呈良好线性，对雪碧样品的检测回收率达95.2-103.8%，且不受常见金属离子干扰。

Conclusion
该研究开创性地利用核酸适配体构建可调控的软纳米酶，突破传统铜纳米酶合成复杂的限制。通过分子钳精确控制复合物构象，不仅拓展了检测动态范围，还为开发其他金属离子检测方法提供新范式。

这项工作的创新性体现在：首次将适配体构象调控与纳米酶活性优化相结合；建立的无标记检测方法较传统ELISA（酶联免疫吸附试验）成本降低80%；实际样品检测性能符合国标GB 2760-2014对饮料中EDTA限值（89.231 μM）的监测需求，为食品安全快检领域提供重要技术支撑。