基于四面体DNA簇信号放大的阻抗型生物传感器超灵敏检测赭曲霉毒素A

【编辑推荐】本研究创新性地将四面体DNA纳米结构（TDN）与级联信号放大策略结合，构建了可检测1 pg/mL赭曲霉毒素A（OTA）的阻抗型生物传感器。通过修饰单壁碳纳米管（SWCNTs）和金纳米颗粒（AuNPs）增强电极界面性能，利用自组装的四面体DNA簇（TDC）实现高密度适配体定向固定，其三维刚性结构显著提升了分子识别效率，为食品中痕量霉菌毒素检测提供了高灵敏度、低成本的新方案。

　　

Highlight

材料与仪器

实验所用氯金酸（HAuCl₄·4H₂O）、单壁碳纳米管（SWCNTs）、铁氰化钾（K₃Fe(CN)₆）等试剂购自上海阿拉丁生化科技公司；赭曲霉毒素A（OTA）、黄曲霉毒素B₁（AFB₁）等标准品由Sigma Aldrich提供。电化学工作站（CHI760E）用于阻抗测试，透射电镜（TEM）表征纳米材料形貌。

OTA检测电化学生物传感器原理

当溶液中不含OTA时，固定在电极上的Root链捕获适配体-TDC复合物（Apt-TDCs），其三维网络结构增加电极表面负电荷密度，显著提升电子转移阻力从而放大阻抗信号。加入OTA后，适配体特异性结合OTA引发构象变化，导致TDC结构解离，阻抗值降低。这种"信号关闭"模式实现了1 pg/mL的超高检测灵敏度。

结论

本研究通过级联自组装构建的Apt-TDCs探针，结合SWCNTs/AuNPs协同增效作用，突破了传统单层四面体DNA纳米结构（TDN）的探针密度限制。该传感器在饲料样品中表现出优异的选择性（与AFB₁等交叉反应率<5%）和回收率（92%-108%），为复杂基质中痕量毒素检测提供了新思路。