摘要 單鏈DNA（Single-stranded DNA， ssDNA）在未修飾的裸金納米顆粒（AuNPs）上的吸附已成為基于核酸分子的比色分析的常用機制。本研究設(shè)計了一段包含多聚腺嘌呤（polyA20）尾部序列的二嵌段寡核苷酸探針（dP），構(gòu)建了一種免標(biāo)記的AuNPs 比色生物傳感器用于檢測卡那霉素（Kanamycin， Kana）。在卡那霉素存在的情況下，磁珠@雙鏈DNA（MBs@dsDNA）復(fù)合物上的卡那霉素適配體序列（Kana-Apt）與其特異性結(jié)合，導(dǎo)致dP 從磁珠表面釋放。由于polyA20 與AuNPs 之間有強吸附親和力， dP 被吸附在AuNPs 表面，從而在高鹽環(huán)境中保護AuNPs 不發(fā)生團聚。與具有相同堿基數(shù)量的隨機序列（Random sequence， RS）相比，利用含有polyA20 尾部序列的AuNPs 比色策略對卡那霉素的檢測靈敏度提高了2 個數(shù)量級。此比色傳感器對卡那霉素的線性檢測范圍為0.01～1 nmol/L，檢出限（LOD， S/N=3）為0.01 nmol/L。本方法無需大型儀器及其它信號放大策略，具有較高的靈敏度和特異性，適用于現(xiàn)場大批量樣品的快速、可視化和實時檢測，為其它抗生素以及影響食品安全的化學(xué)污染物的可視化檢測提供了新思路。

關(guān)鍵詞 卡那霉素；金納米顆粒；核酸適配體；生物傳感器；食品安全

卡那霉素（Kanamycin， Kana）是一種用于預(yù)防和治療微生物感染的廣譜氨基糖苷類抗生素，被用作農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)中的飼料添加劑和獸藥[1]。然而，濫用卡那霉素的現(xiàn)象屢見不鮮，導(dǎo)致其在動物源性食品中殘留，進而經(jīng)由食物鏈進入人體，通過積累效應(yīng)危害公眾健康[2]。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 31650—2019）[3]規(guī)定了不同食品中卡那霉素的最大殘留限量（Maximumresidue limits， MRLs），如牛奶中的MRL 為150 μg/kg，肌肉的MRL 為100 μg/kg?？敲顾氐臋z測方法主要包括色譜法[4]、酶聯(lián)免疫吸附分析法[5]和毛細(xì)管電泳法[6]等。但是，大多數(shù)方法需要專業(yè)的操作人員和高精度儀器的支持，在現(xiàn)場實時檢測和大批量篩查中的應(yīng)用仍存在局限性。因此，建立簡單、靈敏和低成本的卡那霉素檢測方法對于保障食品安全和公眾健康具有重要的現(xiàn)實意義。

目前，基于新型納米材料構(gòu)建的低成本、易小型化的生物傳感器受到了廣泛關(guān)注[7-8]。其中，比色生物傳感器因其具有操作簡單、成本低和可視化識別等特性而備受關(guān)注，在大批量樣品的篩查方面顯示出良好的應(yīng)用潛能。金納米顆粒（Gold nanoparticles， AuNPs）的合成簡單且易于生物功能化，常作為比色生物傳感器的關(guān)鍵元件[9-10]。此外， AuNPs 表現(xiàn)出與粒子間距相關(guān)的表面等離子體特性[11-12]，為比色法的現(xiàn)場應(yīng)用提供了優(yōu)良的納米檢測平臺。值得注意的是，單鏈DNA（Single-stranded DNA， ssDNA）和雙鏈DNA（Double-stranded DNA， dsDNA）在未經(jīng)修飾的AuNPs 上具有不同的吸附特性。由于ssDNA 具有柔性，更易吸附在AuNPs 上，而dsDNA 的剛性雙螺旋結(jié)構(gòu)使其在AuNPs 表面的吸附較差[13]?；诖嗽淼腁uNPs 比色傳感策略已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，特別是食品安全現(xiàn)場篩查和個人醫(yī)療保健中的即時檢測（Point-of-care testing， POCT）[14-15]。盡管該類免標(biāo)記比色法簡便快速，但其主要依賴于ssDNA 對AuNPs 的吸附親和力，導(dǎo)致檢測靈敏度受限。不同的DNA 堿基與AuNPs 表面相互作用的方式不同[16]。已有研究證實，相比于隨機序列的DNA，多聚腺嘌呤（Poly-adenine， polyA）對AuNPs 表現(xiàn)出更高的吸附親和力[17-18]，這種獨特性質(zhì)使得polyA 在生物分子編程、生物傳感器和新型藥物遞送等研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[19-21]。然而，基于polyA 和AuNPs 之間高吸附親和力的比色分析研究仍然較少[22]。

在傳統(tǒng)AuNPs比色策略的基礎(chǔ)上，本研究構(gòu)建了一種基于二嵌段寡核苷酸探針（Diblock oligonucleotideprobe， dP）的免標(biāo)記比色適配體傳感器用于卡那霉素的檢測。與含相同堿基數(shù)量的隨機序列（Randomsequence， RS）相比，在不依賴任何信號放大技術(shù)的情況下，利用含有polyA20 尾部序列的AuNPs 比色策略對卡那霉素的檢測靈敏度提高了2 個數(shù)量級，線性檢測范圍為0.01～1 nmol/L，檢出限為0.01 nmol/L，并可實現(xiàn)裸眼檢測，具有良好的特異性。本方法克服了比色傳感器檢測靈敏度低的問題，實現(xiàn)了卡那霉素的可視化靈敏檢測。