抗生素自从被发现以来,对人类疾病治疗有着重要作用。但是近年来由于人们不合理使用抗生素,导致食品以及生态环境中抗生素大量残留并通过食物链积累进入人体体内,过量的抗生素残留使得人体产生一系列的耐药性疾病,影响着人类身体健康。因此,有必要对食品以及环境样品中的抗生素残留进行分析检测,从而控制动物以及人体对抗生素的摄入量更加合理化。但是,食品以及环境样品中的抗生素检测也存在一系列问题。首先,抗生素在食品中痕量存在,这就要求检测方法的灵敏度很高;其次,食品中成分复杂,检测过程中基质干扰严重;最后,多种抗生素同时存在于同一样品中,要求检测方法的选择性必须很高。因此,开发快速、高灵敏度、高选择性及同时检测痕量存在的抗生素方法具有重要意义。在本论文中,我们开发了基于电化学、荧光方法的无酶无标记适配体传感器快速检测食品中抗生素残留(氯霉素、卡那霉素、土霉素),结合搅拌棒的使用,加快反应速率,便于相分离,降低背景信号。该方法能成功实现食品中的抗生素残留检测,并在食品安全检测中显示出潜在的应用价值。本工作主要从以下三个部分开展:1.基于双搅拌棒辅助支点介导的链置换反应的双重信号放大策略用于卡那霉素检测的无酶和无标记电化学适配体传感器在本节工作中,我们开发了一种以卡那霉素(Kana)作为分析模型的无酶和无标记电化学适体传感器,该传感器基于双搅拌棒辅助支点介导链置换反应来实现双重信号放大。首先,我们用不同的DNA探针(E-1中的S1/S2杂交探针和E-2中的DNA燃料链S3)修饰两个金电极(E-1和E-2),在Kana存在下,S1/S2探针形成S2/Kana复合物可以从E-1中分离以进入上清液中。在上清液中S2/Kana可以与E-2上的S3杂交形成S2/S3杂交体并通过支点介导链置换反应释放Kana触发靶标循环。随后,形成的S2/S3杂交体也可以引发杂交链反应(HCR)。因此,由于双重信号放大策略可以在E-2上产生了许多长DNA双链。长DNA双链可以与作为氧化还原探针的亚甲基蓝(MB)结合以产生电流响应用来定量检测Kana。由于触发了双重信号放大反应,该方法具有高灵敏度和高特异性,其检测限达到16fM。双搅拌棒系统可用于简易相分离并避免DNA燃料泄漏以减少背景干扰。此外,它允许灵活的支点介导链置换反应探针的序列设计。该实验成功用于检测食品中的Kana残留,并在食品安全检测中显示出潜在的应用价值。2.基于双重信号同时放大检测氯霉素的无酶和无标记荧光适配体传感器我们在本节工作中开发了基于双搅拌棒辅助的双重信号同时放大的无酶、无标记的荧光适配体传感器来实现对食品中抗生素残留的检测。在该传感器中,我们设计了一种修饰在金棒上的新型的Y形DNA探针。当存在靶标时(氯霉素作为模型分析物),可以同时触发靶标循环和催化发夹自组装(CHA)反应以进行双重信号放大。同时,大量被靶标取代进入上清液的DNA引发链可以打开含有G-4链体的发夹DNA。G-4链体可特异性结合硫黄素T(ThT)并使其发出荧光来对靶标进行定量。在该方法中,ThT作为荧光探针无需在DNA链上进行标记直接添加到反应系统中,以及无酶体系的建立都可以简化传感器构建过程时间和降低成本。而且,双重信号放大同时发生可以明显缩短检测时间。该实验成功地在60分钟内用于检测牛奶样品中pmol/L数量级的CAP残留量,并可作为食品安全监控中的备选现场检测方法。3.一种新型基于MOF标记的DNA支架编码探针用于氯霉素检测的电化学适体传感器本节工作我们开发了一种无酶无标记的电化学适配体传感器,用于多种抗生素检测(卡那霉素(Kana)和土霉素(OTC)作为典型分析物),它是基于MOF标记的DNA支架编码探针进行双重信号源富集。首先,我们使用介孔化的UiO-66(HP-UiO-66)吸附用作信号标签的亚甲基蓝(MB)和二茂铁(Fc)。然后将磷酸根修饰的DNA(P-DNA)通过形成Zr-磷酸键固定在吸附有信号源的MOF上,并将其与金纳米粒子修饰的金棒上的HCR产物杂交进一步富集MOF从而实现双重信号源富集。DNA和MOF对信号物质的双重富集可以实现两种抗生素的高灵敏度检测。其次,通过Zr-磷酸键将DNA修饰到MOF上可以有效避免复杂的偶联过程,提高了实验效率。最后,通过预先准备的信号探针而不参与实际检测过程中的信号放大策略,大大降低了检测时间。此外,所提出的新型双重富集信号源测定还可以与相关的信号放大策略相结合,以进一步提高灵敏度。该试验成功用于检测食品中的Kana和OTC残留,并在食品安全检测中显示出潜在的应用价值。