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我国是农业大国,为了提高农作物的产率,农药的不合理使用和过量使用使得环境和农产品中残留了大量的农药分子,严重危害了环境和人类健康。随着人们越来越重视食品和环境中的农药残留污染问题,农药残留的检测研究得到了广泛的关注并成为当前的研究热点之一。与传统的色谱检测方法相比,电化学DNA生物传感器凭借其分析速度快、操作简单、灵敏度高、成本低廉的优点,更适合于农药残留的检测。本文设计了一种基于金属离子诱导的DNA构型变化并结合杂交链式反应信号放大检测农药残留的电化学DNA生物传感器,该传感器通过乙酰胆碱酯酶(AChE)催化的水解产物引发汞离子释放及DNA构象改变,然后结合杂交链式反应(HCR)进行信号放大,实现高灵敏的检测有机磷及氨基甲酸酯类农药残留。首先,AChE催化硫代乙酰胆碱水解生成硫代胆碱(TCH),TCH能竞争掉嵌在发夹结构中的汞离子,同时引起发卡DNA发生构象变化形成单链DNA(ssDNA)。然后,形成的ssDNA触发两个发夹探针HCR-H1、HCR-H2形成长的双链DNA(dsDNA),dsDNA可以捕获大量的亚甲基蓝(MB)的分子,从而通过 HCR反应显著放大电化学信号。当农药存在时,AChE活性被抑制,产生 TCH的量减少,最终导致电化学信号的降低。最终发现,峰电流的大小和农药浓度之间存在线性关系,利用涕灭威作为模型分析物直接检测限可低至10μg/L。此外,该方法还适用于实际样品中的涕灭威检测,并有较好的选择性和抗干扰能力。值得一提的是,该方法也可以检测对乙酰胆碱酯酶活性具有抑制效果的其他氨基甲酸酯类和有机磷类杀虫剂。因此,该方法在食品安全领域显示出了巨大的实际应用潜力,可以作为传统农药残留检测的一种替代方法。