近日，山东大学生态环境损害鉴定研究院程永强研究员课题组在抗生素检测领域取得新进展。相关研究成果以“Aptamer-based tri-mode sensing for detecting oxytetracycline mediated by SYBR Green I and functionalized Au nanoparticles”为题发表在国际分析化学权威期刊《Biosensors & Bioelectronics》（中科院1区，IF: 10.7）上。《Biosensors & Bioelectronics》由Elsevier出版，致力于发表传感器相关的高水平前沿学术成果，是国际化学学界广泛认可的享有高度学术声誉的期刊。课题组硕士研究生邵一凡为第一作者，程永强研究员为唯一通讯作者，山东大学为第一通讯单位。

土霉素（OTC）是一种四环素家族的广谱抗生素，广泛应用于人类和兽医医学中，用于预防和治疗细菌感染。然而，OTC的滥用或过度使用会导致其残留物通过废水进入环境中，引发抗生素耐药问题，威胁生态系统和人类健康。随着人们对环境安全意识的提升，建立便捷、高效的土霉素检测技术对保障水产品安全、维护公共健康具有重要意义。尽管目前有许多仪器分析方法能够高灵敏检测OTC，但因设备昂贵、操作复杂、检测周期长等问题，现场实际应用受到限制。 近年来，基于适配体的传感技术因其特异性高、成本低、制备简单等优势，成为生化检测的一个重要方向。适配体可以与目标分子特异性结合，并通过信号转化实现检测。然而，目前的大多数适配体传感方法主要依赖单一信号模式，如荧光、比色或电化学信号。这种单信号模式容易受到实验环境和操作人员差异的影响，从而影响检测结果的可靠性。

针对目前存在的问题，本文提出了一种基于适配体的三模式传感方法，用于土霉素检测。首先，土霉素（OTC）可以诱导适配体产生构象变化形成双链结构，进而SYBR Green I （SGI）可以有效的嵌入到适配体的双链结构中以增强荧光信号。同时，基于电荷中和策略，SGI可以诱导功能化金纳米粒子（AuNPs-4MBA）聚集，产生稳定的比色和拉曼信号。此外，本研究首次从拉曼信号响应的角度评估了SGI相对于盐诱导纳米粒子聚集的优势。利用所构建的适配体荧光、比色和拉曼传感对OTC检出限分别为0.074、5.019和0.036 nM，同时可实现五个数量级（0.1-10000 nM）的检测范围。测试过程中通过交叉实验可以有效避免假阳性结果。这种基于适配体的三模式传感可为不同场景提供潜在的应用价值。

程永强课题组主要从事痕量污染分析及溯源技术、环境分析、环境污染与人体健康等方面的研究，主要应用领域为生命科学、食品安全、水体、土壤、大气等。具体研究方向包括：1. 污染物痕量分析新方法及溯源技术研究；2. 微生物学微流控新技术；3. 生化分析与生物传感；4. 光谱、质谱分析仪器的研发与应用。该工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东大学基本科研业务等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116930