南华大学公共卫生学院杨飞教授团队近期在污染物检测领域取得了新进展，相关研究成果发表在自然指数期刊《分析化学》（Analytical Chemistry）、《化学通讯》（Chemical Communications）及《分析方法》（Analytical Methods）上。

1. 构建藻毒素可视化智能检测技术

微囊藻毒素亚型的智能化识别与检测有助于精准评估藻毒素暴露导致的健康风险。研究团队以MC-LR、MC-LA、MC-YR为检测目标物，以磁珠为检测平台，结合DNA支点介导的核酸链置换反应，构建了一种微囊藻毒素可视化智能检测技术。这种智能化检测，无需实验室仪器，便于现场快速检测微囊藻毒素浓度并呈现结果，能满足实际样品现场检测需求。相关成果以“Logic Circuits for Intelligent Microcystin Monitoring Based on Aptamer Recognition and Toehold-Mediated Hairpin DNA Self Assembly”为题发表在Analytical Chemistry (Nature Index）上。潘家峰为第一作者，杨飞和陈俊华为共同通讯作者。相关技术已申请中国发明专利。

图1 藻毒素可视化智能检测技术构建

2. 构建重金属高灵敏检测方法

重金属是危害环境质量和公共卫生常见污染源，其中包括铀、铯、锶等。常规检测方法需要依赖大型仪器，步骤繁琐，过程复杂，难以实现污染物的简单快速、高灵敏检测。研究团队结合脱氧核酶（DNAzyme）驱动的DNA walker信号扩增技术，构建了铀酰离子生物传感体系。以重金属铀酰离子为检测目标物，结合Y型滚环介导的多重DNA walker，构建了灵敏度达到pM的荧光传感体系，实现了铀酰离子的高灵敏检测。该重金属高灵敏检测方法无需蛋白酶的参与，能有效减低检测成本。相关成果以“An enzyme-free fluorescence biosensor for UO₂²⁺ detection using Y-shaped wheel-mediated triple walking as a signal amplifier”为题发表在学术期刊Chemical Communications（Nature Index）上。公共卫生学院23级硕士研究生曾滢为第一作者，潘家峰和杨飞为共同通讯作者。相关技术已申请中国发明专利。

图2 重金属高灵敏检测方法构建

3. 构建藻毒素现场检测体系

微囊藻毒素-LR（MC-LR）是一种分布广、毒性大、结构稳定的单环七肽蓝藻毒素。长期暴露于低浓度MC-LR可导致多器官损伤甚至生物体死亡。因此，创建高灵敏的MC-LR检测方法至关重要。研究团队构建了一种基于核酸外切核酶（Exo III）扩增的适体传感器，可用于藻毒素MC-LR的现场检测。在检测过程中级联Exo III介导的酶切，能有效提高传感器灵敏度，可检测到0.37 ng/L MC-LR。该方法操作简单，仅需混合不同探针即可完成现场检测。相关成果以“Probe-mediated fluorescent biosensor for MC-LR detection using exonuclease Ⅲ as a signal amplifier”为题发表在国际学术期刊Analytical Methods（Q1）上。公共卫生学院23级硕士研究生王宇妍为第一作者，潘家峰和杨飞为共同通讯作者。相关技术已申请中国发明专利。

图3 MC-LR现场检测体系构建

近年来，杨飞教授团队在Lancet、Environmental Science & Technology、Water Research、Analytical Chemistry、Chemical Communications等期刊上发表论文30余篇。该团队致力于为人民健康、环境保护和公共卫生提供坚实的科技支撑，其研究成果为这些领域作出了重要贡献。

相关论文链接：
1. https://doi.org/10.1039/D4AY02027H
2. https://doi.org/10.1039/D4CC05748A
3. https:doi.org/10.1021/acs.analchem.4c06655

（杨飞教授团队 潘家峰/供稿）