一種基于劈裂適配體和雙信號的黃曲霉毒素M1電化學(xué)傳感器

1、PAGE PAGE - 3 -一種基于劈裂適配體和雙信號的黃曲霉毒素M1電化學(xué)傳感器黃曲霉毒素M1(aflatoxinM1，AFM1)是哺乳類動物攝入被黃曲霉毒素B1(aflatoxinB1，AFB1)污染的糧食或飼料后在動物體內(nèi)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，具有劇毒性和強致癌性1，被認(rèn)定為I類致癌物2，是乳及乳制品中重點監(jiān)控的真菌毒素，在乳及乳制品中的污染情況時有發(fā)生。MIN等3對我國十個省份的原料奶進行抽樣調(diào)查，發(fā)現(xiàn)江蘇地區(qū)部分原料奶中AFM1的污染濃度接近國家限量標(biāo)準(zhǔn)，對嬰幼兒有較大危害。郭耀東等4調(diào)查發(fā)現(xiàn)陜西地區(qū)24歲的兒童對AFM1有很高的攝入量。而在南亞及非洲地區(qū)AFM1在牛奶中有較高的污染量，

2、常高于0.5g/L5。國內(nèi)外對乳及乳制品中AFM1的限量制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。歐盟規(guī)定鮮奶、高溫消毒奶及奶制品中AFM1的含量不能超過0.05g/kg，嬰幼兒配方乳品中AFM1限量標(biāo)準(zhǔn)為0.025g/kg1，我國規(guī)定牛奶和嬰幼兒奶粉中AFM1的最大限量標(biāo)準(zhǔn)為0.5g/kg6。因此，高靈敏度、高準(zhǔn)確性的AFM1檢測技術(shù)的研究與完善對保障乳品安全具有重要意義。目前AFM1快速檢測方法主要有免疫親和層析法(immunoaffinitychromatography，IAC)7-8、酶聯(lián)免疫吸附法(enzymelinkedimmunesorbentassay，ELISA)9等，這些方法操作簡單、快速，但是抗

3、體的制備成本高，而且穩(wěn)定性較差3。相比于抗體，適配體制備成本低，周期短，且具有很好的靈敏度，對目標(biāo)物也有良好的特異性，在食品安全檢測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到迅速發(fā)展。近年來，越來越多的科研工關(guān)注基于適配體構(gòu)建的傳感器10-13。BEN-AISSA等14以二茂鐵(ferrocence,Fc)為信標(biāo)物質(zhì)，當(dāng)AFM1的適配體識別測定AFM1時會引起適配體構(gòu)象的改變，從而導(dǎo)致Fc探針電信號發(fā)生變化，以阻抗值為測定指標(biāo)可靈敏檢測牛奶樣品中的AFM1。JALALIAN等15以亞甲基藍(lán)為電流信號物質(zhì)，AFM1可使AFM1適配體的發(fā)夾結(jié)構(gòu)解體，此時AFM1適配體互補鏈修飾的金納米顆粒因兩段適配體的互補配對接近電極

4、表面，使得亞甲基藍(lán)的電流信號發(fā)生變化，實現(xiàn)對AFM1的檢測。KULIKOVA等16在玻碳電極上沉積聚苯胺，固定AFM1適配體之后，存在AFM1時引起適配體構(gòu)象的變化從而使聚苯胺活性發(fā)生變化，并通過電信號表現(xiàn)出來。然而，已有研究表明，適配體的構(gòu)象不穩(wěn)定，很可能折疊成一些非特異性的二級結(jié)構(gòu)，這將極大地阻礙適配體與靶標(biāo)物的特異性識別，從而產(chǎn)生假陽性或非特異性信號17?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，完整的適配體劈裂成2個或2個以上片段以后，仍然可以在靶標(biāo)物的作用下形成特定構(gòu)象實現(xiàn)對靶標(biāo)物的識別18-23，能夠有效解決適配體動態(tài)柔性結(jié)構(gòu)造成的假陽性問題。因此，本研究以AFM1為目標(biāo)物，采用劈裂適配體的方式解決假陽性問題，同時利用雙信號提高傳感器的靈敏度，構(gòu)建基于劈裂適配體的雙信號電化學(xué)傳感器，實現(xiàn)牛奶中AFM1準(zhǔn)確高靈敏度檢測。3結(jié)果與討論適配體結(jié)構(gòu)的動態(tài)柔性特點限制了適配體在傳感技術(shù)中的應(yīng)用，針對這個問題，本研究將完整的一段AFM1適配體劈裂成較短的兩段，分別修飾兩種不同的信號物質(zhì)，通過兩種信號物質(zhì)產(chǎn)生的信號反應(yīng)AFM1的濃度，成功建立檢測AFM1的單信號和雙信號電化學(xué)傳感器，而且發(fā)現(xiàn)雙信號電化學(xué)傳感器的檢測性能明顯優(yōu)于單信號電化學(xué)傳感器。在最優(yōu)條件下，雙信號電化學(xué)傳感器的線性范圍為0.0500.800g/L，檢測