適配體生物傳感器檢測(cè)食品中鏈霉素的研究進(jìn)展

彭海帥，王畢妮，惠媛媛，張富新，劉玉芳，趙愛青，任 榮，賈 蓉

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安 710119）

因此，STR 在食品中的殘留引起了各國高度重視。國際食品法典委員會(huì)（Codex Alimentarius Commission，CAC）規(guī)定在牛奶中最大殘留限量（Maximum Residue Limit，MRL）為200 μg/kg，在雞肉、豬肉中MRL 均是600 μg/kg[4]。2002年我國農(nóng)業(yè)部《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》規(guī)定，牛奶中MRL 為200 μg/kg，畜禽肌肉中為600 μg/kg[5]。在這些標(biāo)準(zhǔn)的要求下，STR 的檢測(cè)成為動(dòng)物性食品和飼料中的研究熱點(diǎn)。國內(nèi)外已經(jīng)報(bào)道的傳統(tǒng)的STR 檢測(cè)方法包括：親水相互作用液相色譜法（ Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography，HILIC）[6?7]、酶聯(lián)免疫法（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）[8?9]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)法（Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry，LC-MS/MS）[10?13]等。雖然這些方法靈敏度高、重現(xiàn)性好，但是樣品處理復(fù)雜、檢測(cè)成本較高、且需專業(yè)人員操作，因而極大地限制了它們?cè)赟TR 快速檢測(cè)方面的應(yīng)用。生物傳感器作為一種快速檢測(cè)技術(shù)，由識(shí)別元件（抗原、抗體、酶、適配體、微生物、細(xì)胞、組織等）、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)元件和信號(hào)放大元件三個(gè)部分[14]構(gòu)成。識(shí)別元件中的適配體由于具有優(yōu)良檢測(cè)性能而被廣泛用于生物傳感器的構(gòu)建中。隨著光學(xué)、電化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于適配體的光學(xué)、電化學(xué)生物傳感器在食品檢測(cè)行業(yè)應(yīng)用廣泛[15?16]。本文綜述了近五年基于適配體的光學(xué)、電化學(xué)生物傳感器在STR 檢測(cè)中的研究進(jìn)展，以期為STR 生物傳感器的進(jìn)一步發(fā)展提供參考與借鑒。

1 基于適配體的生物傳感器

適配體（Aptamers，Apt）作為生物傳感器識(shí)別元件之一，是通過指數(shù)富集的配基系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment,SELEX）篩選出的單鏈寡核苷酸或肽（通常是DNA 或RNA），長(zhǎng)度一般為25～60 個(gè)堿基[17]，分子質(zhì)量約6～40 kDa，解離常數(shù)通常在納摩爾至皮摩爾范圍內(nèi)，以A-T（A-U）、G-C 堿基對(duì)形成發(fā)夾、假結(jié)或凸環(huán)等二級(jí)結(jié)構(gòu)[18]。具有與靶標(biāo)分子（例如小的有機(jī)分子、多肽、蛋白質(zhì)、離子等）特異性識(shí)別的能力，其原理與單克隆抗體類似：適配體和靶分子之間通過氫鍵、范德華力、堿基堆積等各種作用進(jìn)行形狀互補(bǔ)型識(shí)別[19]，但與抗體相比適配體具有更高的特異性與親和力、易于通過化學(xué)合成和體外篩選獲得、可結(jié)合的靶標(biāo)物質(zhì)的范圍更寬、分子量小、具有良好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性的優(yōu)勢(shì)[20?21]。

以上優(yōu)點(diǎn)使適配體廣泛應(yīng)用于構(gòu)建生物傳感器?；谶m配體的生物傳感器是利用適配體獨(dú)特的立體結(jié)構(gòu)與靶標(biāo)分子特異性結(jié)合，通過信號(hào)傳導(dǎo)元件將生物反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣狻㈦姷瓤勺R(shí)別的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)靶標(biāo)分子檢測(cè)的生物傳感技術(shù)。

2 基于適配體的光學(xué)生物傳感器

將適配體傳感器與光學(xué)檢測(cè)技術(shù)結(jié)合形成的光學(xué)傳感器具有操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)[22]。根據(jù)反應(yīng)機(jī)制不同，可為以下幾類：基于適配體的化學(xué)發(fā)光傳感器、基于適配體的熒光傳感器、基于適配體的比色傳感器等，在STR 快速檢測(cè)中的應(yīng)用如下（見表1）。

表1 鏈霉素光學(xué)適配體傳感器Table 1 Streptomycin optical aptamer sensor

2.1 基于適配體的化學(xué)發(fā)光傳感器

化學(xué)發(fā)光（Chemiluminescence，CL）的檢測(cè)原理是：由于化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量能量，誘導(dǎo)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)電子態(tài)，同時(shí)能量以光輻射的形式釋放出來，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象，在分析化學(xué)中具有背景噪聲小、安全可控等優(yōu)點(diǎn)?；诨瘜W(xué)發(fā)光原理設(shè)計(jì)的適配體傳感器具有裝置成本低廉、不需要外部光源、檢測(cè)線性范圍較寬等優(yōu)點(diǎn)[20,23?24]。Sun 等[25]基于適配體和G-四鏈體DNA 酶修飾的三維石墨烯復(fù)合材料，成功制備了CL 傳感器用于檢測(cè)STR。其中β-環(huán)糊精和離子液體功能化的氧化石墨烯氣凝膠（β-CD/IL@GOGA）作為骨架時(shí)具有較大的比表面積，適配體（Apt）和G-四鏈體DNA 酶分別修飾在骨架上，當(dāng)STR 存在時(shí)，由于STR 和Apt 之間的特異性識(shí)別，使G-四鏈體DNA 酶從骨架上釋放出來，催化了魯米諾-H2O2的CL 反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了STR 的間接檢測(cè)。該CL 傳感器線性范圍為1.4×10?12～2.8×10?9mol/L，檢出限為9.2×10?14mol/L。

基于適配體CL 傳感器有諸多優(yōu)點(diǎn)但CL 檢測(cè)強(qiáng)度容易受到檢測(cè)系統(tǒng)中共存基質(zhì)的干擾，強(qiáng)度也較弱，在選擇靈敏性方面有待提升[25?26]。

2.2 基于適配體的熒光傳感器

一些物質(zhì)經(jīng)過紫外光的照射后，原子被激發(fā)發(fā)生原子能級(jí)躍遷從而反射出各種可見光，使物質(zhì)呈現(xiàn)熒光現(xiàn)象[14]?；跓晒猬F(xiàn)象的適配體傳感器具有操作簡(jiǎn)單、選擇性好、可以實(shí)時(shí)檢測(cè)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)[27]。熒光傳感器（Fluorescent sensor）可以將分子識(shí)別信息轉(zhuǎn)換成熒光信號(hào)，一般由熒光團(tuán)（Fluorophore）通過連接基（Spacer）與受體（Receptor）相連而成。其中熒光團(tuán)是一種信號(hào)傳遞物質(zhì)，可將識(shí)別信息轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)[28]。Taghdisi 等[29]設(shè)計(jì)了一種基于核酸外切酶III （ExoIII）、SYBR Gold 和適配體互補(bǔ)鏈的熒光傳感器，用于靈敏檢測(cè)STR。在沒有STR 的情況下，熒光強(qiáng)度較弱。加入STR 后，適配體與靶標(biāo)（STR）結(jié)合，導(dǎo)致互補(bǔ)鏈從適配體中釋放出來，加入SYBR Gold 后，熒光強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)。該傳感器對(duì)STR 具有很高的選擇性，檢出限低至54.5 nmol/L。Emrani 等[30]設(shè)計(jì)了基于金納米顆粒（AuNPs）和雙鏈DNA（dsDNA）熒光猝滅適配體傳感器，用于STR 快速檢測(cè)。在不存在STR 的情況下，適配體和互補(bǔ)dsDNA（已被FAM 標(biāo)記）的結(jié)合是穩(wěn)定的，此時(shí)有強(qiáng)烈的熒光。當(dāng)存在STR 時(shí)，適配體與靶標(biāo)（STR）結(jié)合，使互補(bǔ)dsDNA 被釋放出來并且吸附在AuNPs 的表面上，此時(shí)互補(bǔ)dsDNA 上的熒光會(huì)被AuNPs 淬滅。該方法的檢出限為47.6 nmol/L。

熒光傳感器可以快速、簡(jiǎn)便地檢測(cè)目標(biāo)物，但有些熒光團(tuán)容易發(fā)生光漂白，影響發(fā)射強(qiáng)度，進(jìn)而難以獲得較低的檢出限。另外有些熒光團(tuán)存在毒性對(duì)細(xì)胞有害[31?33]。因此，仍需進(jìn)一步提升熒光傳感器的靈敏度和安全性。

周大偉和周小偉兄弟倆，周大偉在濟(jì)南工作，每月寄給生活在臨沂老家的父母1500元生活費(fèi)；周小偉在農(nóng)村老家，以種地為生，掙錢少，也不需要稅前扣除，每月給父母500元生活費(fèi)。周大偉可以每月稅前扣除1500元甚至2000元嗎？

2.3 基于適配體的比色傳感器

比色法（Colorimetry）是通過比較或測(cè)量溶液對(duì)光選擇性吸收而產(chǎn)生的可視化顏色來確定待測(cè)組分含量的方法，與其他檢測(cè)方法（化學(xué)發(fā)光、熒光、電化學(xué)等）相比，僅需要用裸眼觀察，不需要復(fù)雜的儀器，非常適合即時(shí)檢測(cè)（Point-of-care testing,POCT）[34]，POCT 是一種在采樣現(xiàn)場(chǎng)即刻進(jìn)行分析，樣本無需復(fù)雜處理的一類快速檢測(cè)方法。近年來，智能手機(jī)的普及和生物傳感器技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了POCT 的發(fā)展[35]。目前POCT 比色傳感器已廣泛應(yīng)用于食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域。

Luan 等[36]開發(fā)了POCT 適配體比色傳感器，以多孔SiO2微珠-酶聯(lián)聚合物（Power VisionTM，PV）作為比色探針，核酸外切酶輔助的靶標(biāo)循環(huán)檢測(cè)STR。在STR 和核酸外切酶I（Exo I）存在下，比色探針上的Apt 將捕獲STR 形成復(fù)合物（STR/Apt-Au-PV），Exo I 消化STR/Apt-Au-PV 上的Apt，釋放的STR 可以參與新的循環(huán)。此外，在PV 上標(biāo)記大量辣根過氧化物酶（HRP）可以進(jìn)一步高效催化H2O2-TMB（3,3,5,5 四甲基聯(lián)苯胺）系統(tǒng)進(jìn)行顯色，然后通過紫外分光光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。該方法的檢出限是1 pg/mL，檢測(cè)范圍是0.003～20 ng/mL。Lin 等[37]通過智能手機(jī)的數(shù)字圖像比色法建立了POCT 法快速檢測(cè)STR。過量的適配體與互補(bǔ)DNA 雜交形成dsDNA，SYBR Green I 與dsDNA 結(jié)合后發(fā)出明顯的綠色熒光。當(dāng)STR 與適配體結(jié)合后，熒光強(qiáng)度會(huì)降低。在智能手機(jī)上安裝Touch Color 應(yīng)用程序，通過使用數(shù)字圖像比色法讀取圖像的RGB 值，其中G 值和STR 濃度之間存在線性關(guān)系。該方法的檢出限為94 nmol/L，線性范圍是0.1～100 μmol/L。

基于適配體的POCT 比色傳感技術(shù)有效地減小了檢測(cè)設(shè)備的體積、降低了檢測(cè)成本、縮短了檢測(cè)時(shí)間[38]，但是目前基于智能手機(jī)POCT 生物傳感器大多數(shù)仍處于概念階段，要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還有很長(zhǎng)的路要走[35]。

3 基于適配體的電化學(xué)生物傳感器

基于適配體的電化學(xué)傳感器通過生物識(shí)別元件（適配體）與目標(biāo)物特異性結(jié)合，引起電極表面電化學(xué)信號(hào)變化，通過檢測(cè)信號(hào)變化測(cè)定目標(biāo)物含量[39?40]。該方法在STR 檢測(cè)中的應(yīng)用如下（見表2）。

表2 鏈霉素電化學(xué)適配體傳感器Table 2 Streptomycin electrochemical aptamer sensor

貴金屬納米顆粒[41]、碳基納米材料[42]、磁性納米粒子[43]和量子點(diǎn)[44]、光敏材料等，可以增加傳感器的電化學(xué)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大策略。其中光敏材料會(huì)引起光電化學(xué)（Photoelectrochemistry,PEC）過程：光敏材料吸收光子后，經(jīng)過電荷分離、電荷轉(zhuǎn)移等過程，在傳感界面形成電子-空穴對(duì)，產(chǎn)生了光子到電的轉(zhuǎn)換，從而引起光電信號(hào)響應(yīng)[45?46]。將PEC 過程與適配體傳感器結(jié)合形成的PEC 適配體傳感器已廣泛應(yīng)用于STR 快速檢測(cè)。

3.1 基于貴金屬納米材料的電化學(xué)生物傳感器

貴金屬納米材料由于具有極佳的比表面積和活性催化位點(diǎn)，促進(jìn)待測(cè)分子與電極之間的電子轉(zhuǎn)移，從而有效放大電化學(xué)傳感器的分析信號(hào)[41]。Ghanbari等[47]采用AuNPs 和硫醇石墨烯量子點(diǎn)（Thiol Graphene Quantum Dots，GQD-SH）作為檢測(cè)STR 的納米材料，構(gòu)建了電化學(xué)適配體傳感器。構(gòu)建過程首先將GQD-SH 固定在玻璃碳電極（GCE）的表面上，其次將AuNPs 通過Au-S 鍵固定在GQDs 的SH 基團(tuán)上，最后將適配體共價(jià)吸附在AuNPs 表面上。當(dāng)STR 存在時(shí)，STR 會(huì)與適配體結(jié)合形成復(fù)合物，通過檢測(cè)電化學(xué)信號(hào)測(cè)定STR 的含量。該方法的檢測(cè)范圍是0.1～700 pg/mL，檢出限為0.033 pg/mL。Li 等[48]用Pt-Sn 納米顆粒裝飾TiO2納米棒表面，得到具有強(qiáng)電催化性能的金屬復(fù)合材料（Pt-Sn@TiO2），然后根據(jù)Pt-Sn@TiO2復(fù)合材料和核酸外切酶輔助的靶標(biāo)循環(huán)雙信號(hào)放大策略開發(fā)了一種電化學(xué)適配體傳感器，用于STR 的檢測(cè)。Pt 和Sn 之間的協(xié)同作用，可以增強(qiáng)氧化還原電流，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大策略。RecJf核酸外切酶通過選擇性切割STR-Apt 復(fù)合物，釋放出的STR 可與電極上的Apt 再次結(jié)合，形成靶標(biāo)循環(huán)信號(hào)放大策略。該方法的檢測(cè)范圍是0.05～1500 nmol/L，檢出限為（0.020±0.0045）nmol/L。Roushani 等[49]將介孔氧化硅薄膜（Mesoporous Silica Films，MSFs）涂在金電極表面，用銀納米粒子（AgNPs）修飾MSFs，構(gòu)建電化學(xué)適配體傳感器檢測(cè)STR。在STR 存在下，STR 會(huì)結(jié)合在適配體上并阻止[Fe（CN）6]3-/4-氧化還原探針在中孔膜的納米通道擴(kuò)散，從而降低電化學(xué)信號(hào)。在最優(yōu)條件下該傳感器的檢測(cè)范圍是1 fg/mL～6.2 ng/mL，檢出限為0.33 fg/mL。

以金（Au）、鉑（Pt）、銀（Ag）為代表的貴金屬納米材料與其他材料結(jié)合產(chǎn)生協(xié)同作用，可以促進(jìn)傳感器電子轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)STR 靈敏檢測(cè)，具有極好的生物傳感前景。

3.2 基于碳基納米材料的電化學(xué)生物傳感器

碳基納米材料中的有序介孔碳（Ordered Mesoporous Carbon，OMC）具有高導(dǎo)電性、高穩(wěn)定性、較大的比表面積等優(yōu)點(diǎn)，為構(gòu)建電化學(xué)傳感器提供理想的納米平臺(tái)[50]。Li 等[51]基于碳納米纖維（Carbon nanofibers，CNFs）和有序介孔碳-金納米粒子（OMCAuNPs）構(gòu)建的電化學(xué)適配體傳感器，用于檢測(cè)卡那霉素（Kanamycin，KAN）和STR。在OMC 中引入AuNPs 可以提升電子轉(zhuǎn)移性能、改善納米材料的生物相容性。在沒有KAN 和STR 的情況下，適配體與其互補(bǔ)鏈結(jié)合。加入KAN 和STR 后，適配體分別與各自的靶標(biāo)（KAN、STR）結(jié)合，導(dǎo)致互補(bǔ)鏈被釋放出來，通過電流峰的變化測(cè)定KAN、STR 含量。在最佳條件下，該傳感器對(duì)KAN 和STR 檢出限分別為87.3 和45.0 pmol/L，檢測(cè)范圍均為0.1～1000 nmol/L。石墨化的多壁碳納米管（MWCNTGr）具有較高的電荷轉(zhuǎn)移性能，同時(shí)還具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以固定更多的適配體[52]。Li 等[53]基于MWCNTGr和CNFs-AuNPs納米復(fù)合材料，構(gòu)建電化學(xué)適配體傳感器同時(shí)檢測(cè)KAN 和STR。以金屬離子（Cd2+和Pb2+）作為信號(hào)示蹤劑標(biāo)記KAP（KAN適配體）和STP（STR 適配體）。當(dāng)KAN 和STR 存在時(shí)，KAP 和STP 從它們的互補(bǔ)鏈中釋放出來，Cd2+和Pb2+會(huì)產(chǎn)生不同的微分脈沖伏安（Differential Pulse Voltammetry,DPV）峰，在最佳條件下，該方法對(duì)KAN 和STR 的檢出限分別是74.50 pmol/L 和36.45 pmol/L，檢測(cè)范圍均是0.1～100 nmol/L。

在電極表面化學(xué)修飾不同的材料，構(gòu)建的電化學(xué)傳感器可以實(shí)現(xiàn)不同待測(cè)物質(zhì)的同時(shí)檢測(cè)，用碳基納米材料修飾的電極既擁有碳納米材料的優(yōu)良性質(zhì)，同時(shí)又能提高電極本身的電化學(xué)信號(hào)，極大地提高了傳感器的準(zhǔn)確性和靈敏度。

3.3 基于磁性納米材料的電化學(xué)生物傳感器

磁性納米顆粒（例如Fe3O4）電化學(xué)傳感器中應(yīng)用廣泛[54]。Yin 等[55]以多孔碳納米棒（Porous Carbon Nanorods，PCNR）和石墨烯-Fe3O4-AuNPs 納米復(fù)合材料作為基質(zhì)，構(gòu)建電化學(xué)適配體傳感器用于STR的靈敏檢測(cè)。在石墨烯（Graphene，GR）和Fe3O4納米粒子中引入AuNPs 有利于提升納米材料與適配體的結(jié)合。當(dāng)適配體與STR 結(jié)合后，會(huì)使電流發(fā)生變化，在最佳條件下，該方法的檢測(cè)范圍是0.05～200 ng/mL，檢出限是0.028 ng/mL。Yin 等[56]將金納米粒子功能化的磁性多壁碳納米管（Au@MWCNTs-Fe3O4）復(fù)合材料和納米孔PtTi（NP-PtTi）合金依次滴到玻璃碳電極（GCE）表面上來制備適配體傳感器。Au@MWCNTs-Fe3O4復(fù)合材料作為生物分子固定基質(zhì)，有效連接適配體；NP-PtTi 合金明顯增強(qiáng)電化學(xué)信號(hào)，提高檢測(cè)靈敏度。在最佳條件下，該傳感器檢測(cè)范圍是0.05～100 ng/mL，檢出限是7.8 pg/mL。

Fe3O4作為一種對(duì)環(huán)境友好的磁性納米顆粒，由于可以在Fe2+和Fe3+之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移而表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性能，通常與碳基納米材料和金屬納米材料結(jié)合使用，在構(gòu)建電化學(xué)適配體傳感器中具有廣闊的應(yīng)用前景。

3.4 基于光敏材料的PEC 適配體傳感器

PEC 生物傳感器將光電轉(zhuǎn)換技術(shù)與生物傳感技術(shù)相結(jié)合，既延續(xù)了電化學(xué)生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)，如穩(wěn)定性好、靈敏度高等，同時(shí)又具有光學(xué)傳感器的優(yōu)勢(shì)和潛力，如操作便捷，響應(yīng)速度快等。目前PEC 生物傳感器中常用的光敏材料有金屬氧化物（TiO2[57?58]、WO3[59]、BiVO4[60]）、過渡金屬化合物（CdTe[61]、CdS[62]）等。Luo 等[63]將TiO2/BiOI/BiOBr 作為可見光光敏材料，適配體作為生物識(shí)別元件，開發(fā)了一種新型的鏈霉素PEC 適配體傳感器。適量的TiO2與BiOI/BiOBr 組合可增強(qiáng)光電流響應(yīng)，當(dāng)STR 與適配體特異性結(jié)合后會(huì)使光電流響應(yīng)發(fā)生變化。在最佳條件下，該方法檢測(cè)范圍是0.05～150 nmol/L，檢出限低至0.04 nmol/L。Okoth 等[60]將鉬（Mo）摻雜BiVO4的復(fù)合物（Mo-BiVO4）和石墨烯納米復(fù)合材料作為光敏材料構(gòu)建可見光驅(qū)動(dòng)的鏈霉素PEC 適配體傳感器，當(dāng)不存在STR 時(shí)，由于適配體具有位阻，PEC 適配體傳感器顯示出較弱的光響應(yīng)。當(dāng)存在STR 時(shí)，STR 與適配體特異性結(jié)合，由于光生空穴對(duì)STR 的氧化作用使傳感器的光電流響應(yīng)增強(qiáng)。在最優(yōu)條件下，該P(yáng)EC 適配體傳感器的檢測(cè)線性范圍是0.1～100 nmol/L，檢出限為0.0481 nmol/L。Xu 等[64]將CdTe量子點(diǎn)（Quantum Dots，QDs）和單壁碳納米角（SWCNHs）合成一種新型納米復(fù)合材料（CdTe-SWCNHs）并將其作為光敏材料，制備了鏈霉素PEC適配體傳感器。其中SWCNHs 可以抑制電子-空穴對(duì)的重組，在加快電子轉(zhuǎn)移的同時(shí)提高光電流強(qiáng)度[64?65]。當(dāng)適配體與CdTe-SWCNHs 結(jié)合后，PEC信號(hào)明顯受到抑制。當(dāng)STR 與適配體結(jié)合后會(huì)使適配體從修飾的電極表面脫落，PEC 信號(hào)恢復(fù)。在最佳條件下，檢測(cè)線性范圍為0.1～50 nmol/L，檢出限為0.033 nmol/L。Shen 等[66]提出了一種基于光電化學(xué)“信號(hào)接通”和電化學(xué)“信號(hào)斷開”雙重檢測(cè)模型。CdTe QDs 和亞甲基藍(lán)（Methylene Blue,MB）標(biāo)記的適配體（MB-Apt）分別用于生成PEC 信號(hào)和電化學(xué)（Electrochemistry,EC）信號(hào)。目標(biāo)物STR 會(huì)誘導(dǎo)MB-Apt 的構(gòu)象發(fā)生變化，將MB 推離電極，EC信號(hào)降低；于此同時(shí)空間位阻減少有助于CdTe QDs 還原PEC 信號(hào)，使PEC 信號(hào)升高。在最佳條件下該方法的檢測(cè)線性范圍是0.03～100 μmol/L，檢出限為10 nmol/L。

p-n 異質(zhì)結(jié)構(gòu)和Z-scheme 異質(zhì)結(jié)構(gòu)是由兩種半導(dǎo)體組成的高效光催化劑[67]，目前已廣泛應(yīng)用于PEC 傳感器中。Xu 等[68]基于LaFeO3@g-C3N4p-n異質(zhì)結(jié)構(gòu)，成功開發(fā)了一種PEC 生物傳感器用于STR 的靈敏檢測(cè)。其中LaFeO3@g-C3N4p-n 異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有核-殼結(jié)構(gòu)，可以明顯提高可見光響應(yīng)和電荷分離效率。當(dāng)適配體固定在LaFeO3@g-C3N4上后，光電流強(qiáng)度降低。當(dāng)適配體與STR 結(jié)合后，光電流信號(hào)進(jìn)一步降低。在最優(yōu)條件下的檢測(cè)范圍是0.01～10000 nmol/L，檢出限為0.0033 nmol/L。Liu等[59]用CdTe QDs 與WO3納米片構(gòu)建新型的Zscheme 異質(zhì)結(jié)構(gòu)，用于STR 的快速檢測(cè)。Z-scheme異質(zhì)結(jié)構(gòu)通過模擬綠色植物的光合作用，可實(shí)現(xiàn)接近100%的電荷分離量子效率[69?70]，應(yīng)用在PEC 傳感器中可以提高光電流響應(yīng)。當(dāng)適配體與STR 結(jié)合后，由于空間位阻增大導(dǎo)致光電流降低。該方法的檢測(cè)線性范圍是1.5～728.5 μg/kg，檢出限為0.5 μg/kg。

以上四種電化學(xué)適配體傳感器雖然具有樣品處理簡(jiǎn)單、易于小型化、具有良好的重現(xiàn)性、選擇性和檢測(cè)靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，但目前還只是建立在實(shí)驗(yàn)室階段。

4 結(jié)論與展望

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生物傳感器技術(shù)也得到飛速發(fā)展。與其他識(shí)別元件相比適配體具有更高的穩(wěn)定性、更易合成與修飾、成本更低等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于生物傳感器中。本文綜述了近五年基于適配體的光學(xué)、電化學(xué)生物傳感器傳感器在STR 快速檢測(cè)中的應(yīng)用，其中光學(xué)傳感器（以化學(xué)發(fā)光、熒光、比色為例）可以實(shí)現(xiàn)可視化即時(shí)檢測(cè)，但是在安全性（某些熒光團(tuán)有毒）、選擇性（易受檢測(cè)體系中其他物質(zhì)干擾）等方面有待改善；電化學(xué)傳感器具有易于小型化、樣品無需復(fù)雜處理、靈敏度較高等優(yōu)點(diǎn)，但要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用仍有較長(zhǎng)的路要走。

綜上所述，不同的生物傳感器各有利弊，需要根據(jù)食品樣品特點(diǎn)和應(yīng)用需求選擇合適的檢測(cè)方法。為實(shí)現(xiàn)STR 生物傳感器朝著簡(jiǎn)單、快速、成本低、靈敏度高、現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)檢測(cè)的方向發(fā)展，在今后的研究中：隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，新型功能性納米材料層出不窮，該材料具有較強(qiáng)的吸附能力、良好的生物相容性，可以加快電子傳遞、放大電流信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。因此,擴(kuò)大功能性納米材料的選用范圍，有望為生物傳感器的研究和應(yīng)用提供新途徑；將生物傳感器與其它技術(shù)（光學(xué)、電化學(xué)等）的聯(lián)用建立一個(gè)較為完整的多組分快速檢測(cè)平臺(tái)，滿足食品中多種抗生素的快速檢測(cè)。該平臺(tái)對(duì)提高檢測(cè)效率、降低檢測(cè)成本有重要的實(shí)際意義。