基于金属纳米材料的玉米赤霉烯酮免疫学检测方法的建立

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hewanjiang1975
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玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)是由镰刀菌通过聚酮化合物途径合成的一种具有雌激素特性的真菌毒素。ZEN常存在于镰刀菌或真菌毒素污染的谷物中,如玉米、大麦、燕麦、大米。人和动物食用含ZEN的谷物,可诱发急慢性中毒,导致肝、肾、生殖系统和免疫系统损伤。因此,建立简单、方便和超灵敏的ZEN检测方法是控制ZEN对人和动物健康危害的有效技术手段。目前,ZEN的检测方法主要包括高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)、气相色谱法(GC)、薄层色谱法(TLC)和免疫分析法。其中,仪器分析方法准确性可靠,但其样品制备较为繁琐、分析时间长、成本高,不适合现场快速检测。而免疫分析法具有简单、快速灵敏的优势,已逐渐成为ZEN残留检测最为普遍应用的检测方法。本研究基于ZEN单克隆抗体(ZEN-Mc Ab)以及普鲁士蓝纳米颗粒(PBNPs)和铜纳米簇(CuNCs)两种金属纳米材料建立了三种ZEN的免疫分析方法,具体内容如下:1.基于ZEN-Mc Ab和竞争性原理,建立了ZEN的间接竞争ELISA(ic-ELSIA)方法。包被在酶标板底部的ZEN完全抗原与样品中游离的ZEN竞争结合ZEN特异性Mc Ab,HRP标记的二抗与Mc Ab结合,HRP催化底物TMB和H2O2,生成氧化态的TMB,溶液显示出蓝色,硫酸终止反应后,通过酶标仪读OD450值进行分析。条件优化后,得到的标准曲线方程为y=42.190 x-23.994(R2=0.992)。线性检测范围(IC20~IC80)为11.04 pg/mL~291.68 pg/mL,最低检测限为6.39 pg/mL,在玉米面中的加标回收率为81.29%~105.80%。2.基于ic-ELSIA模式和碱性磷酸酶(ALP)介导PBNPs生长原理,建立了ZEN的数字比色检测方法。基于上述ic-ELSIA检测模式,用偶联生物素的二抗结合Mc Ab,ALP偶联的亲和素与生物素结合。ALP水解抗坏血酸2-磷酸(AAP)生成抗坏血酸(AA)。AA将铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])还原为亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6]),后者与Fe Cl3反应,生成蓝色的PBNPs。同时AAP与Fe Cl3反应生成棕色的AAP-Fe3+络合物。蓝色与棕色混合后,出现多彩的颜色变化。用手机上的颜色识别软件读取溶液的(红色、绿色和蓝色)值,对ZEN进行定量分析。条件优化后,得标准曲线方程为y=51.280-47.020 x(R~2=0.995),线性检测范围7.81 pg/mL~500 pg/mL,最低检测限为4.47 pg/mL,在玉米面中的加标回收率为104.63%~118.64%。3.基于ic-ELSIA模式和ALP介导铜纳米簇(CuNCs)催化邻苯二胺(OPD)原理,建立了ZEN的比率荧光检测方法。以ALP标记的Ig G作为酶标二抗,利用Cu CNs的过氧化物酶活性催化OPD生成具有黄色荧光的2,3-二氨基吩嗪(DAP)(Em=570 nm)。同时Cu CNs具有AA氧化酶活性,ALP水解AAP生成AA后,Cu CNs催化AA生成脱氢AA(DHAA),DHAA与OPD反应生成有蓝色荧光的3-(二羟乙基)呋喃[3,4-b]喹恶啉-1-酮(DFQ)(Em=430 nm)。最后通过荧光强度的比值(F430/F570),对ZEN浓度实现定量分析。条件优化后,得标准曲线方程为y=8.354-2.818 x(R2=0.955),线性检测范围15.63 pg/mL~250 pg/mL,最低检测限为0.13pg/mL,在玉米面的平均回收率是104.28~118.24%。本实验建立的三种ZEN的免疫学检测方均具有灵敏度高、准确性强、精确性好的特点。ic-ELISA方法的具有操作简单、成本低的优势。基于ALP介导PBNPs生长的数字比色法,借助智能手机读取RGB颜色值,使用更加便捷,适用于现场检测。基于ALP介导CuNCs催化OPD的比率荧光法,通过读取荧光强度比值,有效消除了背景信号的干扰。研究建立的三种方法适用于不同的检测场景需求,为后续的产品开发奠定基础。
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