近日,中国海洋大学教授毛相朝团队借鉴生命系统的运作机制,提出了一种创新的仿生策略,对适配体进行工程化改造,组装了由靶标结合触发的高催化活性纳米酶,构建出一种纳米酶联合适配体的生物传感器。相关成果发表在《生物技术趋势》。
近年来,生物传感器中的适配体传感器备受关注,成为研究热点。适配体通过指数富集配体系统进化获得,具有特异性、可编程性等优势,可与酶催化反应联合,构建酶联适配体传感器,应用前景广阔。然而,相关研究存在固有局限;同时,复杂食品基质及实际检测环境可能影响适配体与靶标的结合及酶催化反应的信号转导,严重制约传感器的实际应用。
针对这些问题,研究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。该策略模仿发生在脊椎动物免疫系统的细胞中的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,使适配体与靶标的结合亲和力最高可提升133.3倍。
研究进一步利用适配体-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,有效地避免了传统的酶催化信号易受复杂体系干扰的问题,构建了基于适配体特异性识别与纳米酶催化信号放大的传感器。
结合智能手机比色分析技术,该传感器可实现对虾、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,具备高准确度与pM级别的超低检测限,表现出广泛的检测能力。
研究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。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.12.016
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