核酸適配體在抗生素分析檢測(cè)中的研究進(jìn)展

摘 要： 抗生素作為一種常用的疾病治療藥物，在生物醫(yī)療、公共衛(wèi)生等領(lǐng)域中發(fā)揮著巨大作用.然而，當(dāng)其通過(guò)食物鏈在人體內(nèi)大量累積時(shí)，會(huì)對(duì)機(jī)體造成較大的危害.因此，針對(duì)食品、藥品及環(huán)境中殘留抗生素的高效檢測(cè)至關(guān)重要.基于核酸適配體傳感器的分析技術(shù)是一類簡(jiǎn)單、高效、靈敏的檢測(cè)方法，在食品分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)和醫(yī)藥檢測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用.該類方法借助多種酶促或非酶促核酸擴(kuò)增策略，構(gòu)建不同類型（熒光、比色、電化學(xué)等）的核酸適配體傳感器來(lái)檢測(cè)不同種類的抗生素，實(shí)現(xiàn)分析方法的高靈敏度和低檢測(cè)限.文中綜述了當(dāng)前核酸適配體傳感器在抗生素分析檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用及研究進(jìn)展，并歸納總結(jié)了幾類常見(jiàn)的抗生素分析方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最后對(duì)核酸適配體在抗生素分析領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了前景展望，并總結(jié)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、研究焦點(diǎn)與挑戰(zhàn).

關(guān)鍵詞： 抗生素；核酸適配體；信號(hào)放大；傳感器；生物分析

中圖分類號(hào)：O65"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A"""" 文章編號(hào)：1673-4807（2024）02-093-08

Research progress of nucleic acid aptamers in antibiotic detection

Abstract：Antibiotics， as commonly used drugs for the treatment of diseases， play a crucial role in the fields of biomedicine and public health. However， when antibiotics accumulate in a large amount in the human body through the food chain， it will cause great harm to the body. Therefore， the efficient detection of antibiotic residues in food， medicine and the environment is crucial. The analysis technology based on nucleic acid aptamer sensor is a kind of simple， efficient and sensitive detection method， which has been widely used in the fields of food analysis， environmental monitoring and medical detection. This kind of method relies on a variety of enzymatic or non-enzymatic nucleic acid amplification strategies to construct different types （fluorescence， colorimetric， electrochemical， etc.） nucleic acid aptamer sensors to detect different kinds of antibiotics， and realize the high sensitivity and low detection limits. This paper reviews the recent advances of nucleic acid aptamer-based sensors for the antibiotic detection， summarizes the advantages and disadvantages of these methods， and finally looks forward to the application and development of nucleic acid aptamers， and summarizes its future development trend， research focus， and challenges in future work.

Key words：antibiotics， aptamers， signal amplification， sensors， biological analysis

抗生素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用是人類社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的一項(xiàng)偉大革命.自第一種抗生素—青霉素發(fā)現(xiàn)以來(lái)，因其在抑制和殺滅病菌中的關(guān)鍵作用，抗生素已經(jīng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于日常生活中[1].常見(jiàn)的抗生素有很多，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素有紅霉素、阿奇霉素、克拉霉素等，氨基糖苷類有卡那霉素、慶大霉素等，喹諾酮類有氧氟沙星、左旋氧氟沙星等.我國(guó)是當(dāng)前世界上抗生素使用量最大的國(guó)家之一，其中有48%左右的抗生素用于人類醫(yī)療[2].據(jù)報(bào)道，約占五成住院患者在治療期間使用了抗生素，并且在使用抗生素的患者中，多數(shù)會(huì)同時(shí)使用兩種及以上的抗生素.但抗生素的濫用會(huì)導(dǎo)致一系列的健康風(fēng)險(xiǎn)和隱患，從環(huán)境殘留到食品安全等諸多方面，影響到人體健康及生態(tài)平衡.抗生素在動(dòng)植物源性食品中（如肉，蛋，奶等）的殘留，最終通過(guò)食物鏈在人體中累積.過(guò)度累積的抗生素難以被機(jī)體通過(guò)正常代謝的形式排出體外，長(zhǎng)期超出正常標(biāo)準(zhǔn)含量的抗生素將會(huì)對(duì)機(jī)體造成嚴(yán)重的傷害，包括代謝紊亂以及腎臟功能衰竭等疾病，從而引發(fā)過(guò)敏性休克、腎毒癥、耳毒癥和菌群失調(diào)等癥狀[3].同時(shí)，濫用抗生素會(huì)使得細(xì)菌的抗藥性增強(qiáng)，生物體二次感染時(shí)被治愈的難度進(jìn)一步增大[4].因此，針對(duì)環(huán)境、食品、藥品中的殘留抗生素建立高靈敏度、高選擇性的高效實(shí)時(shí)分析檢測(cè)方法一直是抗生素研究領(lǐng)域的熱門話題.

由于實(shí)際樣品中抗生素基質(zhì)復(fù)雜，濃度低，通常用高選擇性和高靈敏度的高效液相色譜（HPLC）[5]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS）[6]或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）[7]進(jìn)行分析檢測(cè).為了去除基質(zhì)干擾以及富集目標(biāo)物，在儀器檢測(cè)之前往往會(huì)進(jìn)行樣品前處理過(guò)程，此過(guò)程會(huì)直接影響分析檢測(cè)的準(zhǔn)確度和精密度.[JP3]樣品前處理方法應(yīng)該盡可能簡(jiǎn)單快速，盡量減少對(duì)環(huán)境的污染，不能污染樣品，不能引入待測(cè)組分和干擾測(cè)定的物質(zhì).目前已開發(fā)出一系列簡(jiǎn)單高效、綠色新型的樣品前處理方法，如固相萃取、固液萃取、親和色譜分離及微流控分離[8]等.

核酸適配體（Aptamer）是通過(guò)指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)（systematic evolution of ligands by exponential enrichment， SELEX）從隨機(jī)寡核苷酸文庫(kù)中篩選獲得的對(duì)靶標(biāo)物質(zhì)具有很高特異性與親和力的單鏈DNA或RNA寡核苷酸序列.SELEX篩選過(guò)程主要包括結(jié)合、分離、洗脫、擴(kuò)增和調(diào)節(jié)5個(gè)步驟[9]（圖1）.

核酸適配體的設(shè)計(jì)和選擇的主要依據(jù)是其特異性、選擇性、以及核苷酸序列長(zhǎng)短等特性.抗生素核酸適配體篩選方面的技術(shù)已有較大進(jìn)展，如文獻(xiàn)[10]采用了Precision-SELEX法對(duì)表達(dá)KPC-2的細(xì)菌進(jìn)行了精確的適配體篩選，通過(guò)將蛋白質(zhì)和細(xì)菌的SELEX結(jié)合，篩選的適配體可以特異性識(shí)別細(xì)菌表面的靶酶.

核酸適配體能夠高親和力、高特異性地結(jié)合目標(biāo)物，與抗體相比，適配體具有合成簡(jiǎn)單、純度較高、成本相對(duì)較低、易于化學(xué)修飾等優(yōu)勢(shì)，并且其與目標(biāo)物結(jié)合后具有高度的穩(wěn)定性[11].適配體的發(fā)現(xiàn)為多種目標(biāo)物質(zhì)的檢測(cè)帶來(lái)了便利，在過(guò)去的幾十年里，適配體已被廣泛應(yīng)用于藥物釋放、體內(nèi)治療、分子傳感器、選擇性層析和生物成像等領(lǐng)域.近年來(lái)，適配體在分析化學(xué)領(lǐng)域受到了特別的關(guān)注，通過(guò)將適配體與目標(biāo)物的識(shí)別和結(jié)合作用轉(zhuǎn)換為靈敏的儀器檢測(cè)信號(hào)，從而構(gòu)建核酸適配體傳感器（Aptasensor），實(shí)現(xiàn)了對(duì)小分子、多肽、蛋白質(zhì)、核糖體甚至病毒等多種分析物的識(shí)別和檢測(cè)[12-13].文中綜述了目前核酸適配體傳感器在抗生素分析檢測(cè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，并總結(jié)了這些傳感器中所涉及的信號(hào)放大策略.此外，還介紹了目前基于核酸適配體的抗生素檢測(cè)在食品分析、環(huán)境分析和醫(yī)藥檢測(cè)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用.最后，對(duì)于未來(lái)核酸適配體用于檢測(cè)抗生素所面臨的挑戰(zhàn)和前景進(jìn)行了展望.

1 核酸適配體的傳感機(jī)理

核酸適配體傳感器是基于核酸適配體的傳感分析策略，其傳感機(jī)制依賴于適配體特殊的二級(jí)或三級(jí)結(jié)構(gòu)變化的靈活性.核酸適配體與靶標(biāo)分子之間的相互作用力來(lái)源于分子間的范德華力、氫鍵、靜電相互作用、平面堆疊和形狀互補(bǔ)等相互作用力[14].當(dāng)核酸適配體與靶標(biāo)結(jié)合時(shí)，可通過(guò)自身電荷分布變化、酶切作用等方式導(dǎo)致其空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[15-16]，形成G-四連體（G-quartet）、莖環(huán)（Stem-loop）、發(fā)夾（Hairpin）、凸環(huán)（Bulge loop）、假結(jié)（Pseudoknot）等穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定靶標(biāo)的識(shí)別和響應(yīng)，釋放用于信號(hào)輸出的靶標(biāo)替代物，最終達(dá)到基于核酸適配體傳感技術(shù)的定量檢測(cè)目的.

同時(shí)，這種靶標(biāo)觸發(fā)性核酸適配體的構(gòu)象變化可以通過(guò)與多種核酸放大元件相連接，實(shí)現(xiàn)靶標(biāo)檢測(cè)的信號(hào)放大，提高檢測(cè)靈敏度.這些放大策略主要包括酶促信號(hào)放大策略和非酶促信號(hào)放大策略，目前使用最廣泛的有滾環(huán)擴(kuò)增（RCA）、雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（HCR），催化發(fā)夾自組裝（CHA），以及聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）等[17]，進(jìn)一步提高核酸傳感分析技術(shù)的檢測(cè)靈敏度.最后通過(guò)直接（如熒光、紫外、電化學(xué)信號(hào)等）或者間接（貴金屬納米材料的催化氧化以及熒光猝滅等）形式產(chǎn)生的信號(hào)，借用相關(guān)儀器獲取和擬合分析信號(hào)輸出以實(shí)現(xiàn)信號(hào)檢測(cè)[18-20].

2 基于核酸適配體的傳感器類型及其應(yīng)用研究

隨著核酸適配體的廣泛應(yīng)用，研究者們開發(fā)了多種源于核酸適配體的傳感器，在電化學(xué)、光學(xué)等分析策略中得到廣泛應(yīng)用.目前，用于抗生素檢測(cè)的核酸適配體傳感器主要包括熒光適配體傳感器、比色適配體傳感器以及電化學(xué)適配體傳感器等[21].文中歸納總結(jié)了多種基于核酸適配體傳感器的抗生素檢測(cè)策略，收集其核酸適配體序列信息和檢測(cè)輸出方法，并對(duì)比其檢測(cè)限、線性范圍以及在實(shí)際樣品檢測(cè)中的應(yīng)用.

2.1 熒光適配體傳感器

熒光檢測(cè)法由于其靈敏度高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，已被廣泛用于適配體傳感器的設(shè)計(jì).從熒光信號(hào)產(chǎn)生的形式來(lái)說(shuō)，熒光適配體傳感器主要包括：熒光-淬滅基團(tuán)標(biāo)記的經(jīng)典分子信標(biāo)熒光適配體傳感器；熒光標(biāo)記適配體-碳納米材料淬滅型熒光適配體傳感器；熒光標(biāo)記適配體-特定淬滅結(jié)構(gòu)（如富G序列）熒光適配體傳感器；熒光標(biāo)記適配體（或互補(bǔ)鏈）直接檢測(cè)型熒光適配體傳感器等[22].基于上述熒光適配體傳感器的設(shè)計(jì)，通過(guò)測(cè)定熒光信號(hào)強(qiáng)度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)抗生素的定量檢測(cè)，是目前抗生素檢測(cè)中運(yùn)用最廣泛的適配體傳感器之一.

文獻(xiàn)[23]基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）和核酸外切酶輔助靶循環(huán)開發(fā)了一種熒光適配體傳感器，實(shí)現(xiàn)了一步法檢測(cè)痕量氯霉素（CAP）.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法的線性范圍為0.001～10 ng·mL-1，檢測(cè)限為0.000 2 ng·mL-1.該檢測(cè)方法具有簡(jiǎn)便、低成本、環(huán)境友好等特點(diǎn)，為食品安全領(lǐng)域中其他有機(jī)污染分子的檢測(cè)提供了一種新的有效手段.文獻(xiàn)[24]基于作為受體的氧化石墨烯和作為供體的熒光標(biāo)記的氟苯尼考（FF）特異性適配體之間的能量轉(zhuǎn)移，制備了熒光適配體傳感器用于快速檢測(cè)生乳樣品中的FF殘留（圖2）.在最佳條件下，該適配體傳感器具有5～1 200 nmol·L-1的寬線性范圍，檢測(cè)限為5.75 nmol·L-1，具有優(yōu)異的選擇性和高準(zhǔn)確度.

文獻(xiàn)[25]建立了一種基于由熒光碳點(diǎn)和層狀MoS2組成的FRET供體-受體對(duì)的新型熒光適配體傳感器，用于檢測(cè)牛奶和其他動(dòng)物源性食品中卡那霉素（KANA），該方法顯示出高達(dá)93%的熒光恢復(fù)效率.利用適配體誘導(dǎo)熒光猝滅和回收的優(yōu)點(diǎn)，可在4～25 μmol·L-1濃度范圍內(nèi)定量檢測(cè)KANA，檢測(cè)限為1.1 μmol·L-1，回收率在85％～102％.文獻(xiàn)[26]建立了一種基于銀納米團(tuán)簇和金納米顆粒（AuNPs）之間的表面等離子體增強(qiáng)能量轉(zhuǎn)移（SPEET）的熒光適配體傳感器用于檢測(cè)KANA.與已報(bào)道的KANA檢測(cè)技術(shù)相比，該方法消除了耗時(shí)的偶聯(lián)過(guò)程，縮短了檢測(cè)時(shí)間，可以在30 min內(nèi)完成測(cè)定.該方法的分析范圍為5～50 nmol·L-1，檢測(cè)限為1.0 nmol·L-1.此外，通過(guò)設(shè)計(jì)含有不同序列的適配體，該方法可拓展到其他抗生素的分析檢測(cè)中.

2.2 比色適配體傳感器

比色適配體傳感器相較于其他傳感器而言，因具有可實(shí)現(xiàn)肉眼檢測(cè)、無(wú)需昂貴復(fù)雜的設(shè)備以及便于及時(shí)檢測(cè)的顯著優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注.該類傳感器通常與金、銀納米顆粒，以及酶和抗體相關(guān)聯(lián).AuNPs由于其優(yōu)良的光學(xué)、化學(xué)性能可實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大作用，在低分子量化學(xué)物質(zhì)的生化分析中起著關(guān)鍵作用[27].在這類分析中，適配體可以被穩(wěn)定吸附在AuNPs的表面，從而控制鹽誘導(dǎo)的聚集，這歸因于相鄰顆粒之間的表面等離振子共振耦合.AuNPs表面吸附的適配體與目標(biāo)分析物發(fā)生特異性結(jié)合，同時(shí)從AuNPs上脫落，隨之引發(fā)AuNPs的自由聚集，基于AuNPs顆粒間距的光學(xué)性質(zhì)導(dǎo)致其顏色從紅色變?yōu)樽纤{(lán)色，并且可以通過(guò)肉眼輕松觀察或通過(guò)UV-Vis分光光度計(jì)對(duì)原始分析物進(jìn)行定量.大量關(guān)于抗生素檢測(cè)的文獻(xiàn)報(bào)道使用了適配體和金納米顆粒.文獻(xiàn)[28]建立了一種使用互補(bǔ)DNA鏈修飾的AuNPs和分析物特異的結(jié)合適配體檢測(cè)氟喹諾酮類藥物（FQS）的比色分析方法.該方法對(duì)FQS具有很高的選擇性，并且實(shí)現(xiàn)了在1 h內(nèi)快速檢測(cè)環(huán)丙沙星（CIP），檢測(cè)限低至1.2 nmol·L-1.該方法可用于加標(biāo)水、血清和牛奶樣品中CIP的測(cè)定，檢測(cè)限分別為1.3、2.6和3.2 nmol·L-1.文獻(xiàn)[29]則基于未修飾的AuNPs和單鏈DNA設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)妥布霉素的比色適配體傳感器，線性范圍為40～200 nmol·L-1，檢測(cè)限為23.3 nmol·L-1.

納米酶的發(fā)展緩解了天然酶穩(wěn)定性低、成本高、難以批量生產(chǎn)等固有局限性.特別是，基于一些納米酶的類過(guò)氧化物酶活性，許多比色平臺(tái)已被開發(fā)出來(lái)，將顯色底物在H2O2存在下轉(zhuǎn)化為顯色產(chǎn)物.文獻(xiàn)[30]基于金納米團(tuán)簇（AuNCs）固有的類過(guò)氧化物酶活性，利用四環(huán)素（TC）特異性適配體提高了AuNCs對(duì)H2O2氧化過(guò)氧化物酶底物3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯胺（TMB）的催化活性，建立了TC的比色傳感平臺(tái).該檢測(cè)平臺(tái)可定量檢測(cè)濃度范圍為1～16 μmol·L-1的TC，檢測(cè)限低至46 nmol·L-1.文獻(xiàn)[31]以NMOF-Pt納米示蹤劑作為酶模擬物設(shè)計(jì)了一種新型的模擬酶比色傳感器，用于牛奶中KANA的檢測(cè).利用環(huán)DNA功能化磁珠制備復(fù)合探針，靶置換反應(yīng)后，磁捕獲DNA探針可觸發(fā)發(fā)夾組件釋放靶，進(jìn)行信號(hào)放大.具有高類過(guò)氧化物酶活性的NMOF-Pt雜合體在H2O2存在的情況下有效催化TMB產(chǎn)生明顯可見(jiàn)的藍(lán)色，具有較高的選擇性和靈敏度，檢出限為0.2 pg mL-1.

2.3 電化學(xué)適配體傳感器

電化學(xué)適配體傳感器是將核酸適配體作為識(shí)別原件與電極相結(jié)合而構(gòu)建的檢測(cè)裝置，近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注.適配體借助固定化技術(shù)可以結(jié)合到電極表面，通過(guò)特異性識(shí)別作用生成適配體-目標(biāo)分析物復(fù)合物，產(chǎn)生與之相關(guān)聯(lián)的濃度信號(hào)，利用能量轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為可測(cè)定的電化學(xué)信號(hào)，從而以電化學(xué)信號(hào)作為輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分析物的定量檢測(cè)[32].與其他適配體傳感器相比，它對(duì)含量在fmol·L-1至mmol·L-1范圍內(nèi)的抗生素具有很高的靈敏度.例如，文獻(xiàn)[33]使用具有相同過(guò)氧化物酶樣活性的AuNPs和目標(biāo)誘導(dǎo)的適配體用于KANA檢測(cè)，該電化學(xué)適配體傳感器（檢測(cè)限為0.06 nmol·L-1）的靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于比色法適配體傳感器（檢測(cè)限為2.28 nmol·L-1）.文獻(xiàn)[34]建立了一種基于適配體-抗生素偶聯(lián)物對(duì)核酸內(nèi)切酶Dpn II活性保護(hù)作用的電化學(xué)方法用于氨芐西林檢測(cè)，該方法的檢測(cè)限為32 pmol·L-1.文獻(xiàn)[35]基于金屬離子摻雜的金屬有機(jī)骨架材料作為信號(hào)示蹤劑和RecJf核酸外切酶催化的目標(biāo)回收擴(kuò)增，開發(fā)了一種同時(shí)檢測(cè)土霉素（OTC）和KANA的超靈敏電化學(xué)適配體傳感器.該適配體傳感器在0.5 pmol·L-1至50 nmol·L-1的范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的線性，對(duì)OTC和KANA的檢測(cè)限分別為0.18 pmol·L-1和0.15 pmol·L-1，該方法可以很容易地從含有其他抗生素干擾物的溶液中實(shí)現(xiàn)基質(zhì)分離，且可作為多種抗生素檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用.

此外，在電化學(xué)分析策略中，電化學(xué)儀器簡(jiǎn)單、小型、便攜且使用成本低廉，具有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的可操作性.現(xiàn)已開發(fā)出多種針對(duì)抗生素電化學(xué)適配體的檢測(cè)儀器.其中，電化學(xué)阻抗譜通過(guò)監(jiān)測(cè)電子轉(zhuǎn)移電阻的變化以顯示阻抗信號(hào)，方波伏安法（SWV）、差示脈沖伏安法（DPV）和循環(huán)伏安法（CV）都可以觀察到法拉第電流[36]，上述方法皆顯示出較高靈敏度和低檢測(cè)限.文獻(xiàn)[37]結(jié)合CV和SWV等電化學(xué)分析手段，利用核酸適配體固定的互相交叉陣列電極芯片實(shí)現(xiàn)了對(duì)OTC的電化學(xué)檢測(cè)，通過(guò)繪制對(duì)數(shù)OTC濃度與電流變化（SymbolDA@I）之間的線性關(guān)系（R2=0.961），確定其檢測(cè)OTC濃度線性范圍為1～100 nmol·L-1.文獻(xiàn)[38]通過(guò)伏安法檢測(cè)KANA，其線性范圍為0.05 mmol·L-1至9.0 mmol·L-1，檢測(cè)限為9.4±0.4 nmol·L-1，顯示出較高的靈敏度、良好的選擇性和長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)月的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，可用于食品分析和臨床診斷中KANA的檢測(cè).

3 核酸信號(hào)放大策略在抗生素檢測(cè)中的研究進(jìn)展

基于核酸適配體傳感檢測(cè)的研究基礎(chǔ)，為了進(jìn)一步地使適配體傳感器在檢測(cè)抗生素時(shí)具有更高的靈敏度，近年來(lái)，學(xué)者們已經(jīng)開發(fā)了一些核酸信號(hào)放大策略用于抗生素檢測(cè)過(guò)程中的檢測(cè)信號(hào)放大，主要包括酶促信號(hào)放大和非酶促信號(hào)放大兩大類.

3.1 酶促信號(hào)放大策略

在分析方法中巧妙地引入了一些酶輔助循環(huán)擴(kuò)增技術(shù)來(lái)放大信號(hào)，可以顯著增加檢測(cè)靈敏度，所用的酶主要包括核酸內(nèi)切酶（Endonuclease）[39]與核酸外切酶（Exonuclease）[40].DNA酶（DNAzyme）是具有酶活性的DNA分子，能夠催化特定反應(yīng).文獻(xiàn)[41]介紹了一種基于級(jí)聯(lián)酶循環(huán)結(jié)合DNAzyme擴(kuò)增的無(wú)標(biāo)記電化學(xué)適配體傳感器，用于KANA的特異性檢測(cè).該方法的檢測(cè)限低至0.5 pmol·L-1，線性范圍為1 pmol·L-1～10 nmol·L-1.文獻(xiàn)[42]通過(guò)均相生物識(shí)別反應(yīng)誘導(dǎo)DNA納米結(jié)構(gòu)在電極上的組裝形成，開發(fā)了一種新的生物傳感方法，在外切酶I（Exo I）的作用下，KANA適配體和端基暴露的DNA發(fā)夾探針組成的絡(luò)合物與KANA發(fā)生均相反應(yīng)，繼而觸發(fā)DNA納米結(jié)構(gòu)層在金電極上的組裝形成.高含量亞甲基藍(lán)和辣根過(guò)氧化物酶功能化金納米標(biāo)簽被捕獲到電極上，實(shí)現(xiàn)電催化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而對(duì)KANA進(jìn)行超靈敏的電化學(xué)檢測(cè).KANA的檢測(cè)限為9.1 fg·mL-1，線性范圍超過(guò)5個(gè)數(shù)量級(jí).文獻(xiàn)[43]報(bào)道了一種Fe3O4@polydopamine（PDA）納米復(fù)合材料和核酸外切酶III（Exo III）輔助的均相熒光生物傳感方法，設(shè)計(jì)了一種包含KANA適配體序列的DNA發(fā)夾探針，利用Exo III的高效催化反應(yīng)以及PDA選擇性吸附分離雙重信號(hào)擴(kuò)增手段，用于超靈敏檢測(cè)牛奶和蜂蜜為實(shí)際樣品中的KANA含量，其檢測(cè)限達(dá)到0.023 pg·mL-1，線性范圍為0.1 pg·mL-1～100 ng·mL-1.文獻(xiàn)[39]開發(fā)了一種3D DNA Walker和核酸內(nèi)切酶IV組成的傳感系統(tǒng)，由anti-KANA適配體與KANA特異性結(jié)合觸發(fā)HCR擴(kuò)增，同時(shí)結(jié)合FRET技術(shù)對(duì)KANA進(jìn)行超靈敏熒光傳感檢測(cè)，檢測(cè)限低至1.01 pmol·L-1，線性范圍為5 pmol·L-1～100 nmol·L-1.

3.2 非酶促信號(hào)放大策略

當(dāng)前常用的非酶促信號(hào)放大法主要有CHA，HCR和鏈置換反應(yīng)（SDR）[44]等.其中，HCR是一種動(dòng)力學(xué)控制的反應(yīng)，通過(guò)觸發(fā)兩種亞穩(wěn)態(tài)DNA發(fā)夾探針之間的一系列雜交反應(yīng)形成長(zhǎng)的dsDNA結(jié)構(gòu).與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，HCR相對(duì)簡(jiǎn)單并且可以在溫和的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，是一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉的無(wú)酶等溫信號(hào)放大技術(shù)[45].文獻(xiàn)[27]開發(fā)了一種基于HCR反應(yīng)的無(wú)酶適配體的分析方法，用于測(cè)定加標(biāo)牛奶和魚類樣品中的KANA，檢測(cè)限為0.29 pg·mL-1，線性范圍為1 pg·mL-1～10 ng·mL-1.該方法具有高擴(kuò)增能力、高通量和高選擇性的優(yōu)點(diǎn).文獻(xiàn)[46]結(jié)合三螺旋適配體探針、CHA信號(hào)放大和主客體識(shí)別等元件，報(bào)道了一種電化學(xué)靈敏定量檢測(cè)TC的新型信號(hào)傳感策略.該方法檢測(cè)限低至0.13 nmol·L-1，線性范圍為0.2 nmol·L-1～100 nmol·L-1（圖3）.文獻(xiàn)[47]開發(fā)了一種基于FRET的熒光生物傳感器，適配體通過(guò)結(jié)合目標(biāo)物釋放單鏈DNA探針，得益于生成的單鏈DNA探針誘發(fā)的CHA信號(hào)擴(kuò)增過(guò)程，F(xiàn)RET引起的信號(hào)變化進(jìn)一步被增強(qiáng)，繼而實(shí)現(xiàn)KANA的高靈敏和高選擇性檢測(cè).檢測(cè)限低至0.29 nmol·L-1，線性范圍為1.0～80.0 nmol·L-1，并以牛奶作為實(shí)際樣品評(píng)估了該生物傳感系統(tǒng)的潛在應(yīng)用價(jià)值.

綜上所述，通過(guò)對(duì)基于核酸適配體的抗生素檢測(cè)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行概括對(duì)比（表1）可知，不同的檢測(cè)方法各具優(yōu)勢(shì)，通過(guò)核酸適配體傳感器的策略可以進(jìn)行多種抗生素的高靈敏檢測(cè)，并且具有一定的靶標(biāo)區(qū)分度.通過(guò)將核酸識(shí)別作用轉(zhuǎn)化為不同的檢測(cè)信號(hào)（熒光、比色、電化學(xué)等），可實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景的抗生素檢測(cè).進(jìn)一步地，通過(guò)巧妙地引入多種放大策略，可以實(shí)現(xiàn)更靈敏的抗生素檢測(cè)，為實(shí)際場(chǎng)景中痕量抗生素的檢測(cè)提供了可能.

4 結(jié)論與展望

基于核酸適配體的傳感器作為一種新興的傳感研究策略，在食品分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)和醫(yī)藥檢測(cè)等領(lǐng)域的抗生素檢測(cè)研究中極具優(yōu)勢(shì).近年來(lái)，基于核酸適配體的分析方法因其低成本、低耗時(shí)和超高靈敏度而得到了廣泛的關(guān)注和深入的發(fā)展，對(duì)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、快速、高靈敏的抗生素檢測(cè)，保障食品及環(huán)境安全具有重要意義.得益于其易合成、高純度、低成本、易于化學(xué)修飾，且在不同環(huán)境下和目標(biāo)物結(jié)合后具有高度的穩(wěn)定性等特點(diǎn)，基于核酸適配體的傳感分析方法為抗生素的檢測(cè)打開了極為廣闊的發(fā)展和應(yīng)用空間.但有報(bào)道稱，在聯(lián)合AuNPs與適配體用于KANA的檢測(cè)方法中，最常用的適配體序列似乎不能與靶標(biāo)發(fā)生特異性結(jié)合，研究表明該方法忽略了AuNPs與靶標(biāo)的相互作用，KANA可強(qiáng)烈吸附在AuNPs上導(dǎo)致其聚集引起顏色變化，而與DNA序列無(wú)關(guān).目前仍存在一些制約核酸適配體傳感器在抗生素檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)展的因素，如核酸適配體的穩(wěn)定性問(wèn)題、不同核酸適配體親和力差異、非特異性結(jié)合和檢出信號(hào)的靈敏度問(wèn)題以及其在實(shí)際樣品檢測(cè)中受到復(fù)雜基質(zhì)效應(yīng)的影響等問(wèn)題.針對(duì)這些問(wèn)題，研究者們正在嘗試不斷改進(jìn)和優(yōu)化核酸適配體傳感研究策略，聚焦于核酸適配體穩(wěn)定性的提高以及聯(lián)用多種分離富集方法來(lái)改善基質(zhì)效應(yīng)對(duì)核酸適配體傳感器在實(shí)際樣品檢測(cè)中的影響.借助于多種選擇性的分離手段、高效的信號(hào)富集與放大策略，相信在不久的未來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于抗生素的更高靈敏度和更快速的檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)、臨床等檢測(cè)場(chǎng)景的廣泛應(yīng)用.

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