诺氟沙星是第三代氟喹诺酮类广谱抗菌药，广泛用于畜禽与水产养殖的疾病防控，但超剂量用药、疗程过长或未遵守休药期，易造成水产品残留。长期摄入含诺氟沙星食品不仅可能引发胃肠不适和过敏，更会促进细菌耐药性形成，削弱抗生素疗效并带来公共卫生风险，因此多国对其使用与残留设定严格限制。现有检测方法如HPLC、LC-MS/MS、毛细管电泳、ELISA与SERS虽灵敏准确，但常依赖昂贵设备与专业操作，且前处理复杂、耗时较长，难以满足现场快速或高通量筛查。生物传感器可将特异识别与快速信号转换结合并减少预处理，其中适配体传感兼具易合成与高特异性优势，因此开发更简便、快速、可靠的诺氟沙星检测策略具有重要意义。

一、设计原理

本文聚焦海产品中诺氟沙星(NOR)残留的快速检测需求，提出一种由二价分裂适配体与G四链体DNAzyme耦合的显色DNA嵌合体传感器，实现从分子识别到可视化读出的闭环。如图1所示，作者先用分子对接定位原始适配体的关键结合区域，据此进行截短以保留核心结合位点，并对分裂方案进行筛选，最终通过二价化构建二价分裂适配体对以增强NOR结合与复合物稳定性；在检测端，NOR存在时二价分裂适配体特异结合并诱导序列组装，触发G四链体形成并与hemin组装为DNAzyme，催化ABTS在H2O2存在下氧化产生显色信号，实现比色与光谱定量。通过分子对接给出关键结合位点，BLI用于比较原始适配体与截短体的亲和力差异，并对不同分裂对及二价分裂对进行逐级评估，结果表明截短可减少非必要序列带来的不利影响，而二价策略可显著提升分裂适配体的有效结合与稳定性，为DNAzyme重构提供充足驱动力（图2）。

图1  二价分裂适配体工程化设计与DNA嵌合体显色传感器工作原理示意。（a）通过工程化构建二价分裂适配体对以增强对诺氟沙星的识别能力;（b）由二价分裂适配体与G四链体DNAzyme组成的DNA嵌合体显色生物传感器的检测原理，强调靶标结合促使G富集序列近距离重组形成具有类过氧化物酶活性的G四链体DNAzyme,从而实现显色信号输出与定量检测。

图2  适配体的理性设计与亲和力表征。（a-b）通过分子对接确定诺氟沙星的关键结合位点;（c）生物层干涉(BLI)亲和力测试示意图;（d-e）对原始适配体与截短适配体进行亲和力对比表征;（f-h）评估获得的二价分裂适配体对NOR的亲和力。

二、检测性能

首先，作者通过设置一系列不同浓度的诺氟沙星并记录显色体系在416nm处的吸光度响应，获得随浓度递增而增强的响应曲线与标定曲线，NOR的线性检测范围为3.75-960nM，回归方程y=0.6679lgx-0.1768，R2=0.9808，并计算得到LOD为2.97nM；同时在240nM多种共存抗生素干扰下仅NOR引起显著信号变化，证明选择性主要来自二价分裂适配体的特异识别而非非特异催化（图3）。为验证复杂基质适用性，作者在阴性鱼和虾样品中进行加标回收并与HPLC对照（表1），回收率为87.87%-112.59%，RSD为2.33%-7.46%，且与HPLC测得浓度接近，表明该方法可用于真实海产品样品的快速筛查。

总体而言，这项研究的核心要义是通过结构指导的适配体工程与二价分裂协同结合，优先解决识别端亲和力与稳定性瓶颈，再用G四链体DNAzyme把识别事件放大为直观显色读出，从而获得兼具灵敏度、特异性与真实样品可用性的NOR检测平台。

图3  传感器性能评估。（a）不同浓度诺氟沙星的信号响应曲线;（b）对应的信号变化曲线;（c）诺氟沙星定量校准曲线,线性范围3.75-960nM,回归方程y=0.6679lgx-0.1768,R²=0.9808;（d）在240nM条件下对多种抗生素的选择性评估与对比。

表1  显色生物传感器与HPLC的准确性评估。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2026.150575