近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作团队研发了可检测植物铅离子（Pb2+）的新型纳米材料传感器，实现了对植物提取物中铅离子的准确定量和快速筛查，在追踪铅离子污染区域方面有巨大的应用潜力。相关成果发表在《清洁生产杂志（Journal of Cleaner Production）》上。
据吴庆钰研究员介绍，铅离子作为一种高毒性的重金属离子，被排放到环境中可造成土壤污染，被植物吸收后，通过食物链进入人体，严重威胁人体健康。然而，检测植物中铅离子的传统方法往往需要昂贵的设备或繁琐的提取步骤。因此，研发特异性高、灵敏便捷、样品制备简单的铅离子检测方法尤为迫切。但由于植物提取物中成分复杂，会严重干扰铅离子检测，成为了阻碍快速筛查植物铅离子的瓶颈。
该团队利用脱氧核糖核酸（DNA）纳米材料，通过沃森-克里克碱基互补配对，精确有序地构建了基于脱氧核糖核酸酶（DNAzyme）和DNA四面体的铅离子生物传感器。该研究创新性地将一个DNA四面体与四个DNAzyme融合，在提升分子探针数量的同时，减少了相邻DNAzyme之间的干扰，有效提高了铅离子的识别效率，并提升了传感器的生物稳定性，减少了植物内源DNA酶和RNA酶对传感器的酶解。该传感器实现了DNAzyme在植物领域的应用创新，具有在植物体内原位检测铅离子的潜力，为快速跟踪铅离子污染植物，识别铅离子污染土壤提供了新思路。
该研究得到科技部重点研发项目、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。（通讯员 金云翔）
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132544
