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G-Quadruplex DNAzyme-Based Biocatalysis Combined with an Intelligent Electromagnetic-Actuated Microfluidic Chip for Tetracycline Detection

脱氧核酶 生物催化 微流控 纳米技术 微流控芯片 化学 炸薯条 生化工程 计算机科学 材料科学 工程类 DNA 生物化学 电信 催化作用 离子液体
作者
Li Wang,Wanwan Wang,Shumin Zhang,Jie Wei,Qingmin Chen,Tianhui Jiao,Anhui Lin,Quansheng Chen,Xiaomei Chen
出处
期刊:Journal of Agricultural and Food Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:73 (2): 1598-1607 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.jafc.4c09976
摘要

In this study, we present an intelligent electromagnetic-actuated microfluidic chip integrated with a G-quadruplex DNAzyme-based biocatalysis platform for rapid and sensitive tetracycline (TC) detection. In this sensing system, TC significantly quenches fluorescent magnetic carbon dots (M-CDs) via the internal filtration effect and dynamic quenching (the excitation and emission wavelength at 350 and 440 nm, respectively). Then, the G-quadruplex on the M-CDs-Aptamer is exposed and bound with hemin to form hemin-G-quadruplex DNAzyme, catalyzing the conversion of 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine to produce blue color. This enables the fluorescence/colorimetric detection of TC. Importantly, an automatic electromagnet-integrated microfluidic chip was designed to control the shuttling of magnetic materials in each function slot according to a programmed sequence. Under the optimal conditions, the detection limits of TC for fluorescence and colorimetric methods were 11 and 43 μmol/L, respectively. The detection results for tilapia (Oreochromis nilotica) were comparable to those of traditional high-performance liquid chromatography. This platform offers excellent performance for TC determination and potential for portable, intelligent detection of trace pollutants in food and the environment.
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