基于碳点-罗丹明6G-金纳米颗粒的DNAzyme信号放大比率荧光法检测铜离子及细胞成像

本研究创新性地构建了基于DNA-Cu(II)-AuNPs纳米复合物的电化学适体传感器，通过DNAzyme介导的TMB-H2O2催化反应实现β-乳球蛋白（β-Lg）的超灵敏检测（LOD 1.69 pg/mL），其独特的置换组合策略兼具靶标响应与信号放大功能，为食品过敏原检测提供了高选择性（抗干扰浓度达1000倍）、高准确性（回收率84.50–93.70%）的普适性解决方案。

　　

Highlight

DNA-Cu(II)-金纳米颗粒（AuNPs）纳米复合物作为靶标响应型信号放大材料，通过TMB-H₂O₂氧化反应的电化学信号转换，实现了β-乳球蛋白（β-Lg）的超灵敏检测。

Materials and reagents

实验采用氯金酸（HAuCl₄·4H₂O）、6-巯基-1-己醇（MCH）、TMB显色底物等关键试剂，所有DNA序列（含CCGG重复单元的DNA₃/DNA₄）经高效液相色谱纯化，β-Lg标准品购自Sigma公司。

Characterization of AuNPs, DNA-AuNPs conjugate, and DNA-Cu(II)-AuNPs nanocomposites

紫外可见光谱显示（图1a），AuNPs在518 nm的特征吸收峰经DNA修饰后红移至520 nm（曲线b），与Cu(II)配位后进一步蓝移至516 nm（曲线c），且溶液由酒红色变为紫红色（插图示），证实DNA-Cu(II)-AuNPs纳米复合物成功构建。透射电镜（TEM）显示13 nm AuNPs表面形成3-5 nm的DNA-Cu(II)配位层（图1b），动态光散射（DLS）表明水合粒径由15 nm（裸AuNPs）增至28 nm（DNA-Cu(II)-AuNPs）。X射线光电子能谱（XPS）证实Cu 2p_3/2结合能位于934.8 eV（图1d），表明Cu(II)与DNA磷酸骨架的氧原子及碱基氮原子发生配位。

Conclusion

本研究开发的DNA-Cu(II)-AuNPs纳米复合物展现出卓越的类过氧化物酶活性，其置换组合策略使β-Lg检测限低至1.69 pg/mL（线性范围0.01–100 ng/mL），在六类实际食品样品检测中与传统方法结果高度一致。该适体传感器兼具抗干扰（干扰物浓度达β-Lg的1000倍时仍保持特异性）、高稳定性（4°C保存7天信号保持95.2%）和可重复性（RSD 4.23–11.58%），为食品过敏原监测提供了新型通用平台。