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食品食物科学:扬州大学李倩副讲授等:基于金纳米花的双记号适配体传感器检测红酒中真菌毒素

2024-07-31 18:19:09
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  真菌毒素是丝状真菌爆发的一组有毒次生代谢产品,因为真菌毒素的热不乱性和化学不乱性极强,高温烹调、工业加工都不会酿成其机合本质的反对或解析,于是食品中也许存正在真菌毒素,对动物某人矫健有很大危机。赭曲霉毒素A(OTA)和玉米赤霉烯酮(ZEN)是普及存正在于食物中的真菌毒素,会对人体的肝脏、肾脏和免疫体例爆发不良影响。

  江苏农牧科技职业学院食物科技学院的祁兴普和扬州大学食物科学与工程学院的董骐玮、李倩*等利工拥有分支状纳米花瓣机合的金纳米花(AuFL)为载体,以特异性识此表核酸适配体为分子识别元件,基于别致的AuFL、核酸适配体和化装有荧光染料的DNA造备一种新型功用纳米探针。联结荧光时间,操纵功用纳米探针上两种荧光染料供体和AuFL受体之间的FRET和靶标诱导的荧光光复,修筑一种方便、别致的双信号荧光适配体传感器用于同时检测OTA和ZEN。红酒中的真菌毒素是探索热门,本探索采用红酒动作样品,验证基于AuFL的双信号适配体传感器检测时间检查成效,以期为操纵功用探针举行多种毒素检测供应新思绪。

  基于双荧光信号对OTA和ZEN同时检测的道理如图1所示。R1和R2为化装有巯基的单链DNA,且局限序列可互补杂交(玄色局限),不互补的局限分散含特异性识别OTA(绿色局限)和ZEN(赤色局限)的适配体。F1和F2为与OTA适配体和ZEN适配体互补的单链DNA,且分散化装荧光染料FAM和Cy3,动作FRET进程的两个区此表能量供体。起首,造备了AuFL动作能量受体,通过Au-S键将R1和R2拼装正在AuFL表貌;然后,插足互补链F1和F2举行碱基互补配对,将F1和F2拼装到AuFL表貌酿成DNA功用化纳米探针。适配体和互补链之间的杂交反映使两种荧光染料(FAM和Cy3)和AuFL之间隔断足够迫近,惹起供体向受体的能量转动食品。于是,因为FRET的发作,导致FAM和Cy3荧光的猝灭,纳米探针溶液自己无荧光。当插足OTA后,OTA和R1上的适配体特异性联结,R1-F1双链发作解离,导致化装有FAM的F1从探针上零落和FRET进程的间断,518 nm波甜头FAM的荧光取得光复。当插足ZEN后,ZEN和R2上的适配体特异性联结,R2-F2双链发作解离,导致化装有Cy3的F2从探针上零落和FRET进程的间断,570 nm波甜头Cy3的荧光取得光复。于是,通过操纵两个供体和单个受体的双信号FRET和靶标诱导的荧光光复,能够实行基于荧光“合-开”的方法同时检测OTA和ZEN。

  如图2所示,起首,通过种子孕育手法造备了均匀粒径为50 nm的AuNPs,其正在530 nm波甜头拥有最大招揽峰,体式为光鲜的球形机合,且拥有优秀的单分别性安宁均的尺寸。然后,正在AuNPs溶液中插足盐酸多巴胺和氯金酸造备取得AuFL,通过TEM和SEM对其样子举行了表征。如图3A、B所示,AuFL比拟于AuNPs呈现出光鲜的样式转折,拥有高度分枝的花瓣机合,且同样显示出优秀的单分别性安宁均的尺寸。最终,通过正在AuFL表貌化装4 条DNA(R1、R2食品、F1、F2)取得DNA功用化纳米探针。如图3C紫表光谱所示,AuFL正在595 nm波甜头有一个特性招揽峰,而DNA功用化纳米探针显示出两个特性招揽峰:一个位于260 nm波甜头,对应偶联DNA的招揽峰;另一个位于595 nm波甜头,对应AuFL的招揽峰。通过测定FAM和Cy3的荧光发射峰,验证了两者和AuFL发作FRET的可行性,如图3C所示,AuFL正在350~700 nm规模内有较宽的紫表招揽峰。FAM的发射峰位于518 nm波甜头,Cy3的荧光发射峰位于570 nm波甜头,均与AuFL较宽的紫表招揽峰发作必定水平重叠,阐明AuFL能够有用地猝灭FAM和Cy3的荧光。其它,DNA杂交反映使两种荧光染料和AuFL之间隔断足够迫近,惹起供体向受体的能量转动。如图3D所示,纳米探针负电荷比AuFL更多,这阐明带负电荷的DNA正在AuFL上凯旋拼装。为了测得AuFL上DNA的联结量,通过100 ℃高温加热解开DNA双螺旋机合,并依照上清液中DNA的荧光强度,估计取得单个AuFL上F1和F2的量分散为335 条和355 条。以上实践证据了DNA功用化纳米探针的凯旋造备。

  基于纳米探针溶液体积、检测溶液pH值、检测时代会影响适配体和OTA/ZEN的联结,于是本探索对检测溶液体积、溶液pH值、检测时代举行了优化。本实践中应用的荧光招揽池最低检测体积是200 µL,起首稽核了区别纳米探针溶液体积实行OTA和ZEN检测的最低质地浓度,如表1所示。跟着探针溶液体积的升高,OTA和ZEN检测的最低质地浓度渐渐升高,于是采用200 µL的探针溶液体积为最优探针体积。如图4A、B所示,区别检测溶液的pH值对FAM和Cy3的荧光光复成效区别明显(

  <0.05)。跟着缓冲溶液pH值的增大,FAM和Cy3的荧光光复强度渐渐增大,正在pH 7.4时到达最大值。当pH值络续升高,荧光光复强度最先光鲜削弱。于是,采用7.4为检测溶液的最佳pH值。图5A、B为检测时代对纳米探针的荧光呼应,检测时代由0 min拉长到60 min时,正在518 nm波甜头FAM的荧光强度以及570 nm波甜头Cy3的荧光强度跟着检测时代的拉长均渐渐增大;检测时代进步60 min后,荧光强度均趋于不乱食品,FAM和Cy3十足摆脱纳米探针。于是,采用60 min为最优检测时代。

  正在最优检测溶液pH值、检测时代条目下,修筑了双信号荧光适配体传感器,稽核区别质地浓度OTA和ZEN插足后,518 nm和570 nm波甜头的荧光呼应情景。如图6所示,跟着OTA质地浓度的增大,检测溶液位于518 nm波甜头的FAM荧光渐渐光复,这是因为高特异性的适配体和OTA联结导致FAM从纳米探针开释的结果。正在0.05~500 ng/mL质地浓度规模内,检测溶液正在518 nm波甜头的荧光强度(FL518nm)与OTA质地浓度的对数之间出现优秀的线lg

  OTA (OTA质地浓度单元为ng/mL),R2 =0.998,检出限为0.017 ng/mL。如图7所示食品,检测溶液位于570 nm波甜头的Cy3荧光强度跟着ZEN质地浓度的填补而贯串填补,同样是因为高特异性的适配体和ZEN联结导致Cy3从纳米探针开释的结果。0.1~500 ng/mL质地浓度规模内,检测溶液正在570 nm波甜头的荧光强度(FL 570nm )与ZEN质地浓度的对数呈线lgZEN (ZEN质地浓度单元为ng/mL),R2 =0.995,检出限为0.033 ng/mL。于是,所修筑的双信号荧光传感器能够实行对OTA和ZEN的定量检测,且拥有较高的圆活度和优异的机能(表2)。

  正在现实样品检测中传感器的抉择性至合紧要。为了评估双信号荧光适配体传感器的抉择性,选用了3 种潜正在的滋扰物质——伏马毒素B 1 (FB 1 )、黄曲霉毒素B 1 (AFB 1 )、赭曲霉毒素B(OTB)举行实践。5 μg/mL上述滋扰物、100 ng/mL OTA、100 ng/mL ZEN分散插足检测溶液并举行测定。如图8所示,比拟于插足OTA和ZEN后检测溶液荧光光复明显,插足其他滋扰物质检测溶液根基没有荧光转折,这证据该双信号荧光适配体传感用拥有优秀的抉择性和抗滋扰才略。

  所造得的双信号荧光适配体传感器通过采用程序插足法,检测了管束过的红酒中的OTA和ZEN。现实样品检测结果如表3所示,相对程序误差(RSD)和接管率(OTA为95.0%~97.4%食品,ZEN为92.0%~94.0%)吻合GB/T 27404—2008《实践室质地限度范例食物理化检测》 央求。结果证据了该双信号荧光适配体传感器检测的凿凿性,可用于现实样品中OTA和ZEN的检测。

  本实践基于AuFL供体和两种荧光染料受体之间的FRET机理,修筑了一种双信号荧光适配体传感器用于OTA和ZEN的检测。该传感器对OTA和ZEN检测拥有高圆活度、抉择性和凿凿性,可通过明显的荧光转折举行定量判辨。正在最优条目下食品,对OTA的检测规模为0.05~500 ng/mL,检出限为0.017 ng/mL。对ZEN的检测规模为0.1~500 ng/mL,检出限为0.033 ng/mL。其余,该传感器还凯旋地行使于红酒样品中OTA和ZEN的同时检测。OTA接管率为95.0%~97.4%,ZEN接管率为92.0%~94.0%,相对程序误差幼于5.2%。这种基于双荧光信号呼应修筑的适配体传感器正在真菌毒素的同时检测方面拥有宏大潜力。

  本文《基于金纳米花的双信号适配体传感器检测红酒中真菌毒素》开头于《食物科学》2023年45卷第2期308-314页,作家:祁兴普,董骐玮,朱麟菲,邹婷婷,郑 义,张婧怡,李 倩。DOI:10.7506/spkx0418-179.。点击下方阅读原文即可查看作品合联音讯。

  熟练编纂;云南师范大人命科学学院 母朵银;职守编纂:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片开头于作品原文及摄图网。

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