快速检测玉米和大豆中呕吐毒素的荧光免疫层析试纸条的研究

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脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON),又称为呕吐毒素,是一种由真菌产生的次级代谢产物,广泛存在于小麦、大麦、燕麦和玉米等谷物中。DON具有细胞毒性、免疫毒性和神经毒性,能够引起动物呕吐,近十年来,有关DON对人类产生不良影响的报道越来越多。本研究基于合成的免疫原制备抗DON单克隆抗体(Monoclonal antibody,mAb),分别建立了一种单T线和双T(T1、T2)线量子点微球(Quantum dot nanobeads,QBs)免疫层析试纸条(Lateral flow immunoassay,LFIA),用于玉米和大豆中DON的定量检测。主要研究方法和结论如下:(1)采用N,N’-羰基二咪唑法设计半抗原,合成了DON完全抗原,以DON-BSA/KLH为免疫原免疫小鼠,通过间接竞争酶联免疫吸附法监测小鼠血清的效价。监测得到3只阳性较高、抑制率较好的小鼠。选择2号小鼠进行冲击免疫,经过细胞融合、筛选和亚克隆,但结果仅有9个OD450值高于1.0的细胞培养孔,其中5C4的OD450值为1.81,4H4的OD450值为1.36,抑制率(200 ng/m L)分别为54%以及62%。挑选OD450值较高、细胞生长状态较好的培养孔内细胞通过有限稀释法进行亚克隆,在细胞克隆后充分扩增,用间接竞争ELISA(Indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay,IC-ELISA)重新监测克隆的培养上清液,没有阳性。(2)基于抗DON单克隆抗体建立了一种竞争型LFIA,并对抗体偶联环境的p H、EDC的用量、抗体用量、DON-BSA浓度以及探针用量进行了优化。在最优条件下,QBs-LFIA检测玉米和大豆中DON的半数抑制浓度(Half maximal inhibitory concentration,IC50)分别为340μg/kg和351μg/kg。加标回收实验表明所建立的QBs-LFIA具有较好的回收率和较低的变异系数(Coefficient of variation,CV),在玉米样本中批内实验回收率为98.56%-104.75%,CV值低于8.41%,而批间实验回收率为105.16%-109.32%,CV低于7.57%;在大豆样本中批内实验回收率为95.50%-103.53%,CV低于7.42%,而批间实验回收率为101.18%-106.01%,CV低于7.95%。本章建立的QBs-LFIA具有较好的产业化应用前景。(3)针对传统单T线模式和双T(T1、T2)线模式对LFIA分析性能的影响进行比较。在试纸条固相载体上,因免疫探针仅在单T线上与全抗原发生特异性识别,导致抗原抗体特异性识别的空间位阻较大,不但延长了试纸条的免疫稳定时间,也降低了试纸条的正确度和精密度。本研究在不改变试纸条尺寸的情况下,通过增加一条T线来改变试纸条的结构,探究双T线模式对免疫稳定时间、正确度和精密度等分析性能的影响。在全抗原用量一定的情况下,按照不同的分配比例(CT1:CT2=4:6、CT1:CT2=5:5和CT1:CT2=6:4)分别建立双T线QBs-LFIA。结果表明双T线的分配比例为CT1:CT2=6:4时,所建立的双T线QBs-LFIA的稳定性更好。在此条件下与传统单T线QBs-LFIA的分析性能进行比较,发现双T线模式的免疫反应时间更快,可提前2 min达到稳定状态,为大批量样本的现场检测节约了时间成本;在加速保存实验中,双T模式稳定性更高(下降幅度在6%以内),为产品货架期的稳定提供了科学依据。然而相比于传统单T线模式的平均回收率(97.12%-107.50%)和CV(低于8.73%),双T线模式的平均回收率(104.50%-137.88%)和CV(低于12.46%)更差,因此可能影响产品的正确度和精密度。综上所述,传统单T线模式QBs-LFIA的正确度和精密度更高,而双T线模式QBs-LFIA的时间成本更低,货架期稳定性更高,这为提高产品的性能提供了科学依据。综上所述,本研究基于抗DON单克隆抗体开发了一种QBs-LFIA用于玉米和大豆中DON的快速、灵敏检测,为粮食中DON的快速检测提供了技术保障。此外,通过比较传统单T线模式与双T线模式对LFIA分析性能的影响,为产品的商业化提供科学依据。
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