基于核酸探针协同传感的喹诺酮类抗生素残留检测研究

The residues of quinolones antibiotics in food have been considered as a major issue of food safety due to the serious threat to human health. However, the existing methods, with the shortcomings of low sensitivity, poor anti-interference ability or being time-consuming, fail to meet the high standard demands for the detection of quinolones residues in food. This project is planned to develop electrochemical detection methods for quinolones residues by constructing electrochemical biosensing interface, establishing recognition-transformation strategies and signal amplification strategies based on the innovatively designed synergistic sensing mode of nucleic acid probes, meanwhile explore the efficiency of synergistic sensing and regulating mechanism for key detection parameters, further optimize and improve detection performances including sensitivity, specificity, sensing rate by taking advantage of enhancement effect of synergistic sensing of nucleic acid probes, achieve rapid, highly sensitive and specific detection of quinolones residues, and improve the applicability of detection methods in complex food samples, hoping to provide strong support and help for food safety inspection and control of antibiotic residues.

喹诺酮类抗生素在食品中的残留严重危害人类健康，是食品安全领域的突出问题。然而，现有检测方法由于存在灵敏度不够高、抗干扰能力差或耗时长等缺陷，难以满足食品中喹诺酮类抗生素残留的高标准检测需求。在此背景下，本项目拟以电化学技术为检测手段，通过创新核酸探针协同传感方式构建电化学传感界面、确立识别转换方案和信号放大策略，从而建立喹诺酮类抗生素残留电化学检测体系，同时深入研究核酸探针协同传感效率及其对关键检测参数的调节机制，充分发挥其对灵敏度、特异性、传感速度等检测性能的协同增益效应，进而优化和提升关键检测性能，实现喹诺酮类抗生素残留的快速、高灵敏和高特异性检测，并提高检测方法在复杂食品样本中的适用性，以期为食品安全检测和抗生素残留防控提供有力的支持和帮助。

喹诺酮类抗生素残留是食品安全领域的突出问题，研究开发喹诺酮类抗生素残留检测技术对于监管和保障食品安全具有重要意义。然而，现有的检测技术已经越来越难以满足食品中喹诺酮类抗生素残留的高标准检测需求，迫切需要发展新的检测方法，实现喹诺酮类抗生素残留的快速、高灵敏和高特异性检测。本项目针对食品中喹诺酮类抗生素残留检测所面临的问题，以电化学技术为主要检测手段，探索新型核酸探针协同传感方式，进而建立喹诺酮类抗生素残留的高效检测新方法。在具体的研究工作中，结合食品安全学最新研究进展和食品安全检测的需要，选取具有代表性的喹诺酮类抗生素——环丙沙星、氧氟沙星和恩诺沙星为研究对象，从核酸探针设计、协同作用方式探索、协同传感策略构建等方面着手开展电化学检测研究，通过创新核酸探针协同传感方式构建电化学传感界面、确立识别转换方案和信号放大策略，探讨分子识别-信号转换-信号放大输出过程中各因素对关键检测参数的影响，充分发挥核酸探针对灵敏度、特异性、传感速度等关键检测性能的协同增益效应，在此基础上优化检测方案设计以及相关实验步骤和条件，进而提升检测性能。所建立的电化学检测体系对目标喹诺酮类抗生素表现出较宽的线性检测范围及较低的检测限，检测体系的相对标准偏差低于5.5%，表现出较好的重复性和稳定性，测定干扰物质产生的信号远远低于靶标抗生素，显示出较好的选择性。此外，检测体系测定实际食品样本中目标抗生素的回收率在90%~115%之间，表明所建立的电化学检测方法在复杂体系中具有较好的检测性能和应用潜能。本项目基于核酸探针协同传感构建了喹诺酮类抗生素残留的快速、高灵敏和高特异性检测体系，并提高了检测方法在复杂食品样本中的适用性，有望为食品安全检测研究和抗生素残留防控提供有力的支持和帮助。