在健康监测、安全防护以及环境保护领域，高效检测痕量分析物是科学研究中的重要任务。尽管现有检测技术在灵敏度上已经取得显著进展，部分技术甚至可以实现单分子水平的检测，但这些方法通常依赖昂贵的设备、复杂的样品制备过程以及专业技术人员的操作，限制了它们在实际应用中的普及性。尤其是在复杂体系中，直接通过视觉检测识别超低浓度的分析物仍然具有挑战性。

近日，中国药科大学郑月钦教授与郭薇薇教授团队开发了一种基于生物正交反应的“点击-释放-氧化-循环”（Click-Release-Oxidation-Cycle, CROC）信号放大系统。这一系统能够实现对低浓度四嗪的视觉检测，并已成功应用于痕量β-半乳糖苷酶和钯离子（Pd²⁺）的检测。研究进一步表明，通过优化氧化条件，该系统不仅能够应用于体外检测，还为生物体内药物递送和信号增强设计提供了新的可能性。

CROC 系统利用二氢四嗪（DHTz）的化学保护设计，以及与放大分子 S3 的结合，通过生物正交反应形成了可快速启动的信号放大循环。研究人员筛选了多种四嗪化合物，最终选定苯基四嗪作为最优方案。实验表明，该系统可将初始浓度仅为 2 nM 的四嗪信号放大 10⁵ 倍，并清晰呈现出紫色视觉信号。这一过程无需复杂仪器支持，简化了检测流程，同时提高了操作的便利性。

在应用层面，研究团队首先将 CROC 系统用于 β-半乳糖苷酶的检测。这是一种常用于细菌分析和疾病诊断的酶标志物。通过实验优化条件，系统可以在 β-半乳糖苷酶浓度仅为 0.001 U/mL 时生成可见的紫色信号，显示了高灵敏度的检测效果。同时，即使酶浓度降低至 0.01 U/mL，CROC 系统仍能在 110 分钟内生成明显的视觉信号。此外，研究人员还成功将这一系统应用于钯离子（Pd²⁺）的检测。通过引入三（2-呋喃基）膦（TFP）作为还原剂，将 Pd²⁺ 转化为零价钯以激活放大循环。实验显示，该系统可检测低至 200 nM 的 Pd²⁺ 浓度，性能优于许多现有检测方法。

除了体外检测的能力，研究还显示 CROC 系统可以通过调整氧化剂种类和反应条件，扩展至生物体内的应用。例如，研究团队探索了使用过氧化物酶（HRP）代替传统的 MnO₂ 氧化剂，试图降低对生物体环境的潜在影响。结果表明，这一改进的系统能够在体内环境中实现信号放大，尽管循环时间有所延长，但为药物递送和体内标志物检测提供了新的思路。通过在体内构建类似的信号放大路径，CROC 系统有望帮助提高药物递送的效率，尤其是在需要精确控制浓度的治疗场景中。

这一系统的特点在于其操作的简便性与广泛适用性。它不仅适用于体外分析，也为复杂生物环境中的信号检测和增强提供了可行的方案。研究团队正在进一步探索 CROC 系统在其他生物标志物和金属离子检测中的应用潜力，同时优化设计以适应更广泛的功能需求。

这项研究展示了一种灵活的信号放大工具，不仅能够解决体外检测中的关键问题，还为体内药物递送和信号增强提供了新的可能性。