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Nan Li1, Kaiyue Wei1, Yuyang Zhang1

  • 1State Key Laboratory of Marine Food Processing and Safety Control, College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266404, PR China; Qingdao Key Laboratory of Food Biotechnology, Qingdao 266404, PR China; Key Laboratory of Biological Processing of Aquatic Products, China National Light Industry, Qingdao 266404, PR China.

Trends in biotechnology
|January 31, 2026
PubMed
Resumen
Este resumen es generado por máquina.

Este estudio presenta una estrategia biomimética de inspiración inmunológica para la ingeniería de aptámeros, que mejora significativamente el rendimiento de los biosensores. El novedoso enfoque permite la detección rápida y precisa de contaminantes alimentarios en trazas mediante análisis basados en teléfonos inteligentes.

Palabras clave:
aptasensornanoenzima biomiméticabiosensordetección de contaminantes alimentariosingeniería de aptámeros de inspiración inmunológicabiosensado basado en teléfonos inteligentes

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Área de la Ciencia:

  • Biosensado biomimético
  • Desarrollo de aptasensores
  • Ingeniería de nanoenzimas

Sus antecedentes:

  • Los aptasensores convencionales enfrentan limitaciones debido a aptámeros y combinaciones de materiales subóptimos.
  • Existe la necesidad de estrategias avanzadas de biosensores para diagnósticos rápidos.

Objetivo del estudio:

  • Ser pioneros en una estrategia biomimética utilizando la recombinación V(D)J para la ingeniería de aptámeros.
  • Desarrollar una novedosa plataforma de biosensores para el cribado de alto rendimiento de contaminantes alimentarios.
  • Mejorar la afinidad de unión y los límites de detección de los aptasensores.

Principales métodos:

  • Estrategia biomimética de inspiración inmunológica que aprovecha la recombinación V(D)J para la ingeniería de aptámeros.
  • Desarrollo de aptámeros con topología reestructurada con afinidad de unión mejorada.
  • Utilización de nanoenzimas biomiméticas de ADN-esfera de ADN-Cu(II) reguladas por la unión diana-aptámero.
  • Integración con análisis colorimétrico basado en teléfonos inteligentes para la detección.

Principales resultados:

  • Los aptámeros con topología reestructurada mostraron una mejora de 133,3 veces en la afinidad de unión.
  • La plataforma de biosensores logró límites de detección ultrabajos para diversos contaminantes (por ejemplo, 104,0 pM para cadmio).
  • Demostró alta precisión y amplia capacidad de detección en muestras complejas del mundo real.

Conclusiones:

  • La estrategia biomimética redefine el diseño de aptámeros, lo que lleva a biosensores robustos y de inspiración natural.
  • Este enfoque ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo de biosensores avanzados para aplicaciones prácticas.
  • La plataforma desarrollada permite la detección eficiente y sensible de contaminantes alimentarios en trazas.