我国研究团队取得重要成果 仿生生物传感器助力食品检测

　　近日，中国海洋大学教授毛相朝团队在生物传感器研究领域取得重要创新成果，其提出的仿生策略构建的纳米酶联合适配体生物传感器，为海洋食品质量检测提供了全新解决方案。相关研究成果已正式发表于国际顶尖期刊《生物技术趋势》(Trends In Biotechnology)，该期刊隶属于工程技术大类，中科院分区为1区，影响因子达14.3，学术质量与影响力备受认可。
 

　　近年来，适配体传感器作为生物传感器领域的研究热点，凭借适配体的特异性、可编程性等优势，在食品检测、环境监测等领域展现出广阔应用前景。适配体通过指数富集配体系统进化(SELEX)获得，可与酶催化反应联合构建酶联适配体传感器，但当前相关研究存在固有局限，且复杂食品基质及实际检测环境会干扰适配体与靶标的结合及酶催化信号转导，严重制约了其实际应用，这也是行业内亟待解决的关键难题。
 

　　针对上述痛点，毛相朝团队从生命系统的进化智慧中汲取灵感，创新性地提出一种基于免疫启发的仿生策略。该策略模仿脊椎动物免疫系统细胞中的V(D)J重组机制，通过单链拓扑重构对适配体进行工程化改造，大幅提升了适配体与靶标的结合能力，结合亲和力最高可提升133.3倍，从核心层面突破了传统适配体性能的局限。
 

　　在此基础上，研究团队进一步优化传感器结构，利用适配体-靶标结合机制触发调控DNA纳米球-Cu(II)复合纳米酶的自组装，有效解决了传统酶催化信号易受复杂体系干扰的问题，成功构建出基于适配体特异性识别与纳米酶催化信号放大的新型生物传感器。该传感器结合智能手机比色分析技术，凭借智能手机的便携性与比色分析的高灵敏度优势，实现了检测过程的便捷化与精准化，可高效完成对虾、蟹、贝类等海洋食品中抗生素残留、生物毒素、重金属离子等多种微量污染物的高通量筛查。
 

　　据悉，该传感器具备高准确度与pM级别的超低检测限，其中对恩罗氟沙星、环丙沙星、奥卡达酸、镉等污染物的检测限分别低至342.1 pM、330.8 pM、116.3 pM、104.0 pM，检测能力广泛且精准，能够满足当前海洋食品质量检测的严苛需求，尤其契合欧盟等国际市场对水产品中污染物的严格限量要求。目前，该仿生生物传感器平台已达到6-7级的技术成熟度，在复杂食品样本检测中展现出强大的实用性。
 

　　该研究不仅为适配体的工程化设计、适配体与纳米酶的联动机制建立提供了全新思路，也为开发适用于海洋食品及生物制品质量检测实际场景的稳健型、仿生生物传感器开辟了新途径，对推动生物传感技术在食品检测领域的产业化应用、保障食品安全具有重要意义。
 

　　资料来源：中国科学报