基于无机颜料的免疫层析法在AFM1和E.coliO157:H7快速检测中的研究

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免疫层析法(Immunochromatographic assay,ICA)因具有操作简便、检测快速、价格低廉等优点,而被广泛应用于环境监测、医学检测、食品质量安全等检测领域。在免疫层析检测过程中,反应信号的标记物是影响免疫层析检测灵敏度的关键因素。因此,制备和寻找新型标记物成为了近年来免疫层析技术研究的热点。无机颜料具有颜色鲜艳,价格低廉,无毒无害,分散性和稳定性良好等特性,很好地满足了成为有色标记物的要求。本研究将无机颜料中的群青蓝纳米粒子(Ultramarine blue nanoparticles,UBNPs)作为标记物,建立以黄曲霉毒素M1(Aflatoxin M1,AFM1)为检测对象的免疫层析法,成功实现对AFM1的快速检测。同时,为了筛选出更多合适的无机颜料成为有色标记物,通过一步水热法制备了氧化铁红纳米粒子(α-Fe2O3)和氧化铁黄纳米粒子(β-FeOOH),并建立了α-Fe2O3-ICA和β-FeOOH-ICA。对比了两种免疫层析法定性定量检测牛奶中AFM1结果后,选择更合适的α-Fe2O3作为标记物用于大肠杆菌O157:H7(Escherichia coli O157:H7,E.coli O157:H7)的免疫层析检测。本论文主要研究结果如下:1、基于UBNPs的免疫层析竞争法检测AFM1本研究通过离心分离法从群青蓝颜料中筛选出UBNPs。经过羧基修饰后,UBNPs可与AFM1单克隆抗体(mAb)通过碳二亚胺法共价偶联制备免疫探针,并构建了免疫层析竞争法用于AFM1检测。实验结果通过肉眼观察检测限和质控线显色情况进行定性分析,同时结合Image J软件进行定量分析。经条件优化后,基于群青蓝纳米粒子的免疫层析法(UBNPs-ICA)对AFM1标准品的视觉检测限(Visual limit of detection,v LOD)为0.30 ng/m L,定量检测限(Limit of detection,LOD)为0.051 ng/m L,与其他真菌毒素没有出现交叉反应,具有良好的特异性。将该方法用于牛奶样品中的AFM1检测,发现其视觉检测限仍为0.30 ng/m L,并没有受到牛奶复杂基质的影响。结果表明,UBNPs-ICA可以成为一种简单、灵敏、快速检测牛奶中AFM1的方法。2、基于α-Fe2O3和β-FeOOH的两种免疫层析竞争法检测AFM1通过一步水热法合成两种不同颜色形貌的氧化铁纳米粒子,分别为呈现规则球形的α-Fe2O3和棒状的β-FeOOH。将制备的α-Fe2O3和β-FeOOH作为标记物,基于竞争法原理构建了两种检测牛奶中的AFM1的免疫层析体系。在对实验参数进行优化后,α-Fe2O3-ICA和β-FeOOH-ICA的对牛奶中AFM1视觉检测限分别为0.10 ng/m L、0.30ng/m L。通过Image J分析得到的定量检测限分别为0.017 ng/m L、0.039 ng/m L。结果表明,建立的两种免疫层析法均有较高的灵敏度,这为现场及时检测牛奶中的AFM1提供了新的方法。另外,研究发现α-Fe2O3-ICA不仅在检测过程中拥有更高的灵敏度,而且所需要的免疫探针量更少。因此,α-Fe2O3更适合作为一种有色标记材料应用于免疫层析领域当中。3、基于α-Fe2O3的免疫层析夹心法检测E.coli O157:H7为了验证α-Fe2O3-ICA的适用性,使用α-Fe2O3作为有色标记物,标记抗体制备免疫探针,并构建免疫层析夹心法快速检测E.coli O157:H7。在最佳条件下,该方法的视觉可见检出限为2.9×10~5CFU/m L,同时结合Image J软件发现T线的灰度值峰面积与E.coli O157:H7浓度对数呈现良好的线性关系,在2.9×10~4~2.9×10~9 CFU/m L范围内,线性方程为Y=2744X-10731(R~2=0.9854),该方法在相同条件下检测其他常见食源性细菌时,无交叉反应,具有良好的特异性。同时,该方法也适用于牛奶样品中的E.coli O157:H7检测。因此,成功地构建一种基于α-Fe2O3免疫层析夹心法,实现了对E.coli O157:H7的快速检测。综上所述,群青蓝颜料和氧化铁颜料能够成为有色标记物应用于免疫层析检测中,这不仅为免疫层析技术的发展提供了新的思路的标记物,也扩大了无机颜料在其他领域的应用。
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