利用核酸信号放大辅助的磁分散固相萃取技术对动物源性食品中的抗生素进行超灵敏双重检测

《Analytica Chimica Acta》：Ultrasensitive Dual-Detection of Antibiotics in Animal-Derived Foods by Nucleic Acid Signal Amplification-Assisted Magnetic Dispersive Solid-Phase Extraction

氯霉素和卡那霉素的磁分散固相萃取联用催化发夹环和DNAzyme辅助切割高灵敏检测方法。通过Fe3O4@Au@DNA NPs构建实现痕量抗生素的基质干扰消除，检测限达28.03 aM和32.03 aM，线性范围0.1 fM-1 nM（R2>0.99），验证了在真实样品中的稳定性与准确性。

　　

沈卓月|陈一通|苏秀清|荆扬通|孔德昭|刘昌|沈伟|李贤基|唐胜

江苏科技大学粮食科学与技术学院，镇江，212003，中国

摘要

背景

各种食品基质中存在多种残留的微量抗生素，这些抗生素可能通过食物链在人体内积累，并通过协同作用对人类健康构成潜在风险。因此，开发一种能够同时检测多种抗生素的灵敏方法具有重要的实际意义。

结果

在这项研究中，

开发了一种荧光检测方法，用于同时超灵敏地检测动物源性食品样品中的氯霉素（CAP）和卡那霉素（KANA）。该方法结合了磁分散固相萃取（MDSPE）与催化发夹组装（CHA）和DNA酶辅助的循环切割技术。金纳米颗粒被固定在Fe₃O₄纳米颗粒表面，并进一步修饰了特定的双链核酸序列，从而制备出MDSPE探针（Fe₃O₄@Au@DNA纳米颗粒）。在检测过程中，CAP和KANA与双链核酸序列中的相应适配体特异性结合，释放出特定的核苷酸序列，进而触发CHA反应和DNA酶辅助的循环切割。该策略利用MDSPE方法消除基质干扰，并采用两种不同的扩增技术增强荧光检测信号。所开发的方法具有高灵敏度（KANA和CAP的检测限分别为28.03 aM和32.03 aM），以及0.1 fM至1 nM的宽线性范围（决定系数>0.99）。

意义

通过对真实样品和制备的阳性样品的分析，该方法表现出优异的稳定性和准确性，有助于可靠地检测实际样品中的微量CAP和KANA。

部分内容

引言

抗生素是一类广泛使用的抗菌剂，它们可以抑制细菌繁殖或杀死细菌[1]。因此，在畜牧业和农业行业中不可或缺。然而，抗生素的过度使用导致其在环境基质和生物系统中普遍存在。即使在微量水平下，抗生素残留物也可能通过食物链积累，最终对人类健康构成重大风险

试剂和设备

详细信息见补充信息（SI）。本研究中的DNA探针序列信息见表S1。

Fe₃O₄@Au纳米颗粒的制备

金纳米颗粒（Au NPs）的制备采用了基于还原的方法，如先前所述[59]。具体来说，将1%氯金酸溶液（50 mL）在三颈烧瓶中加热至沸腾，然后迅速向沸腾混合物中加入1.25 mL柠檬酸钠溶液（1%），并在剧烈搅拌下持续5分钟。

测定原理

整个测定过程如图1所示。通过胺化反应将Au NPs修饰到Fe₃O₄ NPs表面，形成核心结构（Fe₃O₄@Au NPs）。随后，将预先制备的部分互补的双链DNA结构（cDNA1/KANA-适配体和cDNA2/CAP-适配体）通过金硫醇键固定在Fe₃O₄@Au NPs表面，从而制备出基于Fe₃O₄@Au@DNA的生物传感器。KANA-适配体和CAP-适配体分别用于

结论

本研究开发了一种高灵敏度的方法，用于同时检测食品样品中的微量KANA和CAP。利用Fe₃O₄@Au NPs进行磁分离，有效减少了复杂食品基质的干扰。通过相应适配体的特异性结合亲和力实现了KANA和CAP与其触发链之间的转化，同时通过DNA酶辅助的循环扩增实现了核酸的等温扩增

作者贡献声明

沈卓月：撰写——初稿，正式分析。陈一通：正式分析。苏秀清：正式分析。沈伟：监督，资金获取，数据管理。李贤基：撰写——审阅与编辑。唐胜：撰写——审阅与编辑，监督，资金获取。荆扬通：正式分析。孔德昭：撰写——审阅与编辑，资金获取，概念构思。刘昌：资金获取，正式分析

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本工作得到了中国国家自然科学基金（项目编号：22276080、22406069、32001804）、江苏省自然科学基金（项目编号：BK20211340）、镇江市重点研发计划（SH2023103）以及JUST新兴科技创新团队资助（项目编号：1182921902）、江苏省研究生研究与实践创新计划（KYCX24_4171）和科技计划项目的财政支持。