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第7期精选论文之二:基于TdTase的纳米界面信号放大策略对恩诺沙星的检测
恩诺沙星（Enrofloxacin, ENR）是一种人工合成的氟喹诺酮类抗菌药物，已被广泛应用于各种动物感染性疾病的预防和治疗。然而ENR的大量使用，造成其在动物源食品中的过多残留，并通过食物链传递对人体造成了严重的毒副作用。因此，ENR的高效、便捷性检测对养殖领域的合理用药，以及保证食品安全、人体健康等方面有着重要的现实意义。ENR的传统检测方法（如高效液相色谱等）仍存在样品前处理复杂、仪器昂贵、耗时久等缺点，这促使各种基于新兴材料和技术的ENR检测方法不断涌现。
纳米生物技术的兴起和发展成为其中最受瞩目的前沿领域。纳米材料（如纳米金等）具有功能性的表面、良好的生物相容性、较低的毒性等特殊性质，可与寡核苷酸链、蛋白质等组装。其结合适配体（Aptamer）构建的适体传感器已被广泛应用于各种分析检测。在实际应用中，为了满足需要常结合信号放大技术以进一步提升适体生物传感器的检测灵敏度。聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction， PCR）、滚环放大技术（Rolling circle amplification, RCA）及环介导等温扩增技术（Loop-mediated isothermal amplification method, LAMP）是其中应用最为成熟的3种核酸扩增技术。然而这些技术存在实验条件严格、引物设计复杂等不足，从而限制了高效适体传感器的发展和应用。
末端脱氧核糖核酸转移酶（Terminal deoxynucleotidyl transferase，TdTase）具备在寡核苷酸链的3’-OH端重复添加单核苷酸的能力，且无需模板和温度控制，常温下能实现DNA链的3’末端延伸。上海海洋大学食品学院的杜玉梅等利用TdTase介导的常温下纳米界面DNA的生长，进行了信号放大策略的设计，并将该策略与ENR适体传感器结合从而建立了一种用于食品中ENR残留的简单、高效、易操作的检测方法。
该研究通过在纳米金颗粒、磁性粒子表面组装ENR核酸适体（Split aptamer：aptamer 1 和aptamer 2）作为识别探针，结合磁分离技术构建了针对ENR的三明治夹心适体传感器。TdTase催化探针DNA的3’-OH端，实现了纳米金表面DNA的生长（见上文的原理图）。琼脂糖凝胶电泳和原子力显微镜成像表征表明TdTase能够实现纳米界面上DNA的高效生长，卷曲状态下链长为850 nm。该传感器对10~1.0×105 ng/mL范围内的ENR具备良好的线性关系，检出限为1.0 ng/mL；同时能明显区分环丙沙星、氧氟沙星、诺氟沙星等对照组信号，具备良好的靶分子响应性能和特异性。
该研究获国家自然科学基金项目(21775102, 21405167) 及上海市教育发展基金会“晨光计划”项目（15CG54）的资助，相关内容发表于《分析测试学报》2019年7期第784~791页。
doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.07.003
【引用本文】：杜玉梅，周洋洋，卞晓军，颜娟. 基于末端脱氧核糖核酸转移酶的纳米界面上DNA的生长策略及用于恩诺沙星的适配体传感器构建研究[J]. 分析测试学报, 2019, 38(7): 784 - 791.
【Cite this article】：DU Yu-mei, ZHOU Yang-yang, BIAN Xiao-jun,YAN Juan. Construction of an Aptasensor Based on DNA Growth at Nano-interface of Terminal Deoxynucleotidyl Transferase and Its Application in Enrofloxacin Detection[J]. Journal of Instrumental Analysis, 2019, 38(7): 784 - 791.
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