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第7期精選論文之二:基于TdTase的納米界面信號放大策略對恩諾沙星的檢測
恩諾沙星（Enrofloxacin, ENR）是一種人工合成的氟喹諾酮類抗菌藥物，已被廣泛應(yīng)用于各種動物感染性疾病的預(yù)防和治療。然而ENR的大量使用，造成其在動物源食品中的過多殘留，并通過食物鏈傳遞對人體造成了嚴(yán)重的毒副作用。因此，ENR的高效、便捷性檢測對養(yǎng)殖領(lǐng)域的合理用藥，以及保證食品安全、人體健康等方面有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。ENR的傳統(tǒng)檢測方法（如高效液相色譜等）仍存在樣品前處理復(fù)雜、儀器昂貴、耗時(shí)久等缺點(diǎn)，這促使各種基于新興材料和技術(shù)的ENR檢測方法不斷涌現(xiàn)。
納米生物技術(shù)的興起和發(fā)展成為其中最受矚目的前沿領(lǐng)域。納米材料（如納米金等）具有功能性的表面、良好的生物相容性、較低的毒性等特殊性質(zhì)，可與寡核苷酸鏈、蛋白質(zhì)等組裝。其結(jié)合適配體（Aptamer）構(gòu)建的適體傳感器已被廣泛應(yīng)用于各種分析檢測。在實(shí)際應(yīng)用中，為了滿足需要常結(jié)合信號放大技術(shù)以進(jìn)一步提升適體生物傳感器的檢測靈敏度。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase chain reaction， PCR）、滾環(huán)放大技術(shù)（Rolling circle amplification, RCA）及環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)（Loop-mediated isothermal amplification method, LAMP）是其中應(yīng)用最為成熟的3種核酸擴(kuò)增技術(shù)。然而這些技術(shù)存在實(shí)驗(yàn)條件嚴(yán)格、引物設(shè)計(jì)復(fù)雜等不足，從而限制了高效適體傳感器的發(fā)展和應(yīng)用。
末端脫氧核糖核酸轉(zhuǎn)移酶（Terminal deoxynucleotidyl transferase，TdTase）具備在寡核苷酸鏈的3’-OH端重復(fù)添加單核苷酸的能力，且無需模板和溫度控制，常溫下能實(shí)現(xiàn)DNA鏈的3’末端延伸。上海海洋大學(xué)食品學(xué)院的杜玉梅等利用TdTase介導(dǎo)的常溫下納米界面DNA的生長，進(jìn)行了信號放大策略的設(shè)計(jì)，并將該策略與ENR適體傳感器結(jié)合從而建立了一種用于食品中ENR殘留的簡單、高效、易操作的檢測方法。
該研究通過在納米金顆粒、磁性粒子表面組裝ENR核酸適體（Split aptamer：aptamer 1 和aptamer 2）作為識別探針，結(jié)合磁分離技術(shù)構(gòu)建了針對ENR的三明治夾心適體傳感器。TdTase催化探針DNA的3’-OH端，實(shí)現(xiàn)了納米金表面DNA的生長（見上文的原理圖）。瓊脂糖凝膠電泳和原子力顯微鏡成像表征表明TdTase能夠?qū)崿F(xiàn)納米界面上DNA的高效生長，卷曲狀態(tài)下鏈長為850 nm。該傳感器對10~1.0×105 ng/mL范圍內(nèi)的ENR具備良好的線性關(guān)系，檢出限為1.0 ng/mL；同時(shí)能明顯區(qū)分環(huán)丙沙星、氧氟沙星、諾氟沙星等對照組信號，具備良好的靶分子響應(yīng)性能和特異性。
該研究獲國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21775102, 21405167) 及上海市教育發(fā)展基金會“晨光計(jì)劃”項(xiàng)目（15CG54）的資助，相關(guān)內(nèi)容發(fā)表于《分析測試學(xué)報(bào)》2019年7期第784~791頁。
doi:10.3969/j.issn.1004-4957.2019.07.003
【引用本文】：杜玉梅，周洋洋，卞曉軍，顏娟. 基于末端脫氧核糖核酸轉(zhuǎn)移酶的納米界面上DNA的生長策略及用于恩諾沙星的適配體傳感器構(gòu)建研究[J]. 分析測試學(xué)報(bào), 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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