基于适配体交联水凝胶荧光“开启”的生物传感器用于玉米赤霉烯酮一步检测

doi:10.7506/spkx1002-6630-20250529-205

食品科学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (24): 65-71.doi: 10.7506/spkx1002-6630-20250529-205

• 食品安全快速检测专栏 • 上一篇

基于适配体交联水凝胶荧光“开启”的生物传感器用于玉米赤霉烯酮一步检测

李可敬，谢刚，窦金鑫，张鸿鹏，罗菲，郭玉垚，韩逸陶

（1.国家粮食和物资储备局科学研究院，北京 100037；2.上海理工大学健康科学与工程学院，上海 200093）

发布日期:2025-12-26
基金资助:
“十四五”国家重点研发计划重点专项（2023YFF1104603-03）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（ZX2434）

Biosensor Based on Aptamer Cross-Linked Hydrogel with Fluorescence “Turn-on” Properties for One-Step Detection of Zearalenone

LI Kejing, XIE Gang, DOU Jinxin, ZHANG Hongpeng, LUO Fei, GUO Yuyao, HAN Yitao

(1. Academy of National Food and Strategic Reserves Administration, Beijing 100037, China; 2. School of Health Science and Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China)

Published:2025-12-26

摘要/Abstract

摘要： 目的：构建一种适配体交联水凝胶荧光生物传感器用于食品中玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）的检测。方法：引物A链和修饰淬灭基团BHQ1的引物B链在一定条件下发生共聚形成聚合物A（PS-A）和聚合物B（BHQ1-PS-B），修饰有6-羧基荧光素（6-carboxyfluorescein，FAM）荧光基团的核酸适配体（aptamers，Apt）（FAM-Apt）作为信号探针和交联剂与PS-A和BHQ1-PS-B通过碱基互补配对交联形成DNA水凝胶。在ZEN存在的情况下，ZEN与BHQ1-PS-B竞争结合FAM-Apt，水凝胶裂解，荧光基团和淬灭基团由距离很近变为相互分离状态，荧光信号“开启”。结果：该方法可实现ZEN一步定性和定量分析，线性范围为1～500 nmol/L，检出限为8.7 nmol/L。面粉样品的加标回收率为80.3%～94.2%。结论：所建立的适配体交联水凝胶荧光生物传感器具有灵敏高效、检测时间短等优势，可应用于食品中ZEN的快速检测。

关键词: 玉米赤霉烯酮；生物传感器；DNA水凝胶；荧光检测

Abstract: Objective: To develop an aptamer-crosslinked fluorescent hydrogel biosensor for the detection of zearalenone (ZEN) in foods. Methods: Primer strand A and strand B modified with Black Hole Quencher 1 (BHQ1) were copolymerized under specific conditions to form polymer A (PS-A) and polymer B (BHQ1-PS-B), respectively. Aptamer labeled with 6-carboxyfluorescein (FAM-Apt), serving as both a signal probe and crosslinker, hybridized with PS-A and BHQ1-PS-B via complementary base pairing to form a DNA hydrogel. ZEN competed with BHQ1-PS-B for binding to FAM-Apt, leading to hydrogel dissociation. This resulted in the separation of the fluorophore (FAM) and the quencher (BHQ1), turning on the fluorescence signal. Results: This method enabled one-step qualitative and quantitative analysis of ZEN, with a linear range of 1–500 nmol/L and a detection limit of 8.7 nmol/L. Recovery rates for spiked flour samples ranged from 80.3% to 94.2%. Conclusion: The aptamer-crosslinked fluorescent hydrogel biosensor is sensitive, efficient, time-saving, and thus suitable for the rapid detection of ZEN in foods.

Key words: zearalenone; biosensors; DNA hydrogel; fluorescence detection

中图分类号:

TS207.3

李可敬，谢刚，窦金鑫，张鸿鹏，罗菲，郭玉垚，韩逸陶. 基于适配体交联水凝胶荧光“开启”的生物传感器用于玉米赤霉烯酮一步检测[J]. 食品科学, 2025, 46(24): 65-71.

LI Kejing, XIE Gang, DOU Jinxin, ZHANG Hongpeng, LUO Fei, GUO Yuyao, HAN Yitao. Biosensor Based on Aptamer Cross-Linked Hydrogel with Fluorescence “Turn-on” Properties for One-Step Detection of Zearalenone[J]. FOOD SCIENCE, 2025, 46(24): 65-71.

[1]	张玉荣李晔杜耕安吴雯靓吴琼张咚咚刘若婷. 氧化石墨烯基功能材料在食品真菌毒素吸附脱除中的研究进展[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[2]	李安娜曾一芳文阳平李伟强王丹杨武英汤凯洁. 基于便携式电化学传感器结合机器学习用于磺胺甲噁唑的智能分析[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[3]	李可敬谢刚窦金鑫张鸿鹏罗菲郭玉垚韩逸陶. 基于适配体交联水凝胶荧光“turn on”的生物传感器用于玉米赤霉烯酮“one-step”检测[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[4]	郝照景周子莹马丽艳. 向日葵花盘中多酚的检测及其抗氧化活性[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[5]	刘爽陈刚张影董立雅陈家伦姚斐张旭光田芳. 液相色谱及离子色谱法测定婴幼儿配方食品中母乳低聚糖的对比分析[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[6]	巢瑾朱盛尧吴浩人袁勇银飞燕谭月萍向红吴远杰李晓华石萌. 基于挥发性组学与随机森林的湘西黄金茶绿茶的判别分析[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[7]	叶乐古斯愣图刘建林张利妹刘雨佳郭军. 基于氨基酸指纹的奶茶粉和传统奶酪及含乳固态制品真实性模型建立[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[8]	张瑛郝瑞新白宝清张锦华薄涛杨钰昆. 荧光共价/金属有机骨架纳米材料在食品中农药残留检测的研究进展[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[9]	李行言任文洁王玉龙王志华韩雨秀李佳妮任凯禅何保山. 基于地高辛修饰的核酸适配体层析试纸条快速检测玉米中赭曲霉毒素A[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[10]	朱鸿鹂杨佳弋刘美琪任海伟赵洪源李志忠王天运唐萍. 冲泡条件对文冠果叶绿茶茶汤品质影响[J]. 食品科学, 0, (): 0-0.
[11]	王龙，宋晓东，丁浩晗，董冠军，崔晓晖，黄骅迪，张程，乌日娜. 基于Transformer架构的原奶中黄曲霉毒素的定性预测[J]. 食品科学, 2025, 46(19): 1-9.
[12]	郭蒙蒙，鲁航，常丁鑫，蔚凡，李书国. 基于磁性纳米Fe3O4增强漆酶铜杂化纳米花活性的酶传感器快速测定食品中的多酚[J]. 食品科学, 2025, 46(19): 195-204.
[13]	陈善敏, 袁林颖, 常睿, 罗红玉, 王奕, 张玉来, 杨娟. 3 个茶树品种工夫红茶香气品质特征分析[J]. 食品科学, 2025, 46(17): 221-230.
[14]	陈雨佳, 易宇文, 张浩, 谭成立, 乔明锋, 尤香玲, 侯智勇, 李想. 多元化学计量法结合电子感官分析不同品种干辣椒对辣椒油风味特征影响[J]. 食品科学, 2025, 46(17): 244-253.
[15]	冀威昊, 龚蕾, 梁嘉宁, 周陶鸿, 范小龙, 陈锂. 纳米超表面等离子体共振芯片超灵敏检测水产品中氯霉素[J]. 食品科学, 2025, 46(17): 292-298.

基于适配体交联水凝胶荧光“开启”的生物传感器用于玉米赤霉烯酮一步检测

Biosensor Based on Aptamer Cross-Linked Hydrogel with Fluorescence “Turn-on” Properties for One-Step Detection of Zearalenone

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价