近日，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作團隊研發(fā)了可檢測植物鉛離子（Pb2+）的新型納米材料傳感器，實現(xiàn)了對植物提取物中鉛離子的準確定量和快速篩查，在追蹤鉛離子污染區(qū)域方面有巨大的應用潛力。相關成果發(fā)表在《清潔生產(chǎn)雜志（Journal of Cleaner Production）》上。
據(jù)吳慶鈺研究員介紹，鉛離子作為一種高毒性的重金屬離子，被排放到環(huán)境中可造成土壤污染，被植物吸收后，通過食物鏈進入人體，嚴重威脅人體健康。然而，檢測植物中鉛離子的傳統(tǒng)方法往往需要昂貴的設備或繁瑣的提取步驟。因此，研發(fā)特異性高、靈敏便捷、樣品制備簡單的鉛離子檢測方法尤為迫切。但由于植物提取物中成分復雜，會嚴重干擾鉛離子檢測，成為了阻礙快速篩查植物鉛離子的瓶頸。
該團隊利用脫氧核糖核酸（DNA）納米材料，通過沃森-克里克堿基互補配對，精確有序地構建了基于脫氧核糖核酸酶（DNAzyme）和DNA四面體的鉛離子生物傳感器。該研究創(chuàng)新性地將一個DNA四面體與四個DNAzyme融合，在提升分子探針數(shù)量的同時，減少了相鄰DNAzyme之間的干擾，有效提高了鉛離子的識別效率，并提升了傳感器的生物穩(wěn)定性，減少了植物內(nèi)源DNA酶和RNA酶對傳感器的酶解。該傳感器實現(xiàn)了DNAzyme在植物領域的應用創(chuàng)新，具有在植物體內(nèi)原位檢測鉛離子的潛力，為快速跟蹤鉛離子污染植物，識別鉛離子污染土壤提供了新思路。
該研究得到科技部重點研發(fā)項目、國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目資助。（通訊員 金云翔）
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132544
