近日，公共卫生学院牛湘衡教授团队在纳米酶卫生检验方向取得新的研究进展，相关成果以“Toward Bioreceptor-Free Nanozyme Sensing: Matched Interaction and Ligand-Modulated Phosphatase-Mimetic Activity Enable Anti-Interference and Sensitive Detection of Quinolones in Dairy Products”为题发表在国际学术期刊Analytical Chemistry（自然指数期刊）上。公共卫生学院2023级硕士研究生田清珍为第一作者，牛湘衡为主要通讯作者，南华大学公共卫生学院为第一单位。

喹诺酮类抗生素具有广谱抗菌活性，在畜牧业和家禽养殖中被广泛用于预防和治疗细菌性疾病。然而，频繁或不当使用导致药物残留量超标，长期接触这些残留物不仅直接危害消费者健康，还会加速耐药性传播。与氧化还原纳米酶相比，水解纳米酶能够规避真实基质中氧化还原物质的干扰，在生化传感方面具有独特优势。然而，在不使用生物受体（适配体、抗体等）的情况下，水解纳米酶对靶标缺乏特异性响应，且催化效率不足，极大限制了在食品分析中的应用。为解决这一问题，团队采用配体工程策略调控Nd(III)−苯硼酸（PBA）衍生物的类磷酸酶活性，通过匹配相互作用和配体优化提升特异性识别，实现了乳制品中喹诺酮类抗生素的灵敏与抗干扰检测。通过调整PBA配体的邻位取代基，联合调控表面路易斯酸度及底物吸附能力，实现了对催化活性的精确控制；喹诺酮类药物可通过强氢键、π−π堆积以及配位相互作用特异性抑制纳米酶的活性。基于这一原理，以环丙沙星为喹诺酮类模型药物，验证了高性能传感的可行性。构建的方法在复杂基质中表现出良好的抗干扰能力，配体调控的催化活性为乳制品中分析物的检测提供了足够的灵敏度。该项研究不仅通过配体工程策略开发了一种具有类磷酸酶活性的水解酶模拟物，还提供了一种选择性检测喹诺酮类抗生素残留的方法，为未来设计无需生物受体的纳米酶传感系统提供了新思路。

图1 基于无生物受体的Nd-PBA水解纳米酶检测喹诺酮类抗生素原理图（图片来自Analytical Chemistry）

近三年来，牛湘衡教授带领“纳米酶卫检”团队以南华大学为通讯单位在Analytical Chemistry、Biosensors and Bioelectronics、TrAC Trends in Analytical Chemistry、ACS Sensors、Small、Advanced Healthcare Materials、Journal of Hazards Materials、Chemical Engineering Journal、Food Chemistry、Sensors and Actuators B: Chemical等期刊上发表论文40余篇，积极为保障人民健康、绿色环境和食品安全贡献力量。

论文信息：Toward Bioreceptor-Free Nanozyme Sensing: Matched Interaction and Ligand-Modulated Phosphatase-Mimetic Activity Enable Anti-Interference and Sensitive Detection of Quinolones in Dairy Products, https://doi.org/10.1021/acs.analchem.6c02100