華中農(nóng)業(yè)大學(xué)陳翊平教授課題組在黃曲霉毒素B1快速檢測的研究中取得新進(jìn)展

 

　　黃曲霉毒素是一類主要由黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，可導(dǎo)致人體中毒，具有致癌致突變性，自被發(fā)現(xiàn)以來，引發(fā)了嚴(yán)重的食品安全問題。迄今為止，已鑒定出 20 多種黃曲霉毒素，其中黃曲霉毒素 B1早在1993年便被世界衛(wèi)生組織（WHO）的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）鑒定為Ⅰ類致癌物，是毒性最強(qiáng)的天然致癌物。黃曲霉毒素 B1具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，常規(guī)工業(yè)加工或烹飪難以將其破壞，從而傳播到下游食品，對人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。此外，黃曲霉毒素B1污染常常發(fā)生在種植、收獲、儲藏、運輸、加工等各個環(huán)節(jié)，難以真正阻止其進(jìn)入食物鏈。因此，對黃曲霉毒素B1進(jìn)行準(zhǔn)確、靈敏分析對保障公眾身體健康、維護(hù)公共衛(wèi)生安全具有重要意義。

 

　　目前，針對黃曲霉毒素B1的檢測方法常見的是精密儀器方法，如高效液相色譜-熒光、高效液相色譜-質(zhì)譜等，這些方法雖然能夠提供準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，但設(shè)備昂貴，時間成本高、且需專業(yè)技術(shù)人員。酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）也在黃曲霉毒素B1檢測中有較廣泛的應(yīng)用，但在靈敏度、準(zhǔn)確性等方面尚存在一定的不足。

 

　　針對上述難題，陳翊平教授課題組設(shè)計并合成了一種啞鈴狀的Au-Fe3O4納米磁顆粒，并以其為磁探針，引入了一種過氧化氫（H2O2）介導(dǎo)的磁顆粒組裝策略，將分散的Au-Fe3O4納米磁顆粒組裝為聚集態(tài)的磁顆粒簇，進(jìn)而引起體系橫向弛豫時間（T2）的變化?；诖瞬呗裕芯咳藛T開發(fā)了一種新型的磁弛豫免疫傳感器，并將其用于黃曲霉毒素B1的靈敏、穩(wěn)定分析。

 

　　2. 相關(guān)研究工作：

 

　　（1）研究方法

 

　　本研究首先設(shè)計合成了啞鈴狀的Au-Fe3O4納米顆粒（圖1 A）。當(dāng)體系中引入銀離子（Ag+）和H2O2時，Ag+可被H2O2還原，在Au-Fe3O4表面生成Ag殼，形成Ag@Au-Fe3O4納米顆粒，體系中過量的Ag顆粒能夠?qū)g@Au-Fe3O4進(jìn)一步組裝成聚集的Fe3O4-Au@Ag@Au-Fe3O4復(fù)合納米聚集體，引起Au-Fe3O4納米顆粒狀態(tài)的變化，從而導(dǎo)致T2發(fā)生顯著變化（圖1 B）。在該策略中，Au部分作為銀殼生長的橋梁，用于組裝Au-Fe3O4納米顆粒，從而改變Au-Fe3O4納米顆粒的狀態(tài)；而Fe3O4則作為磁信號探針，用于提供磁信號?；诖瞬呗?，進(jìn)一步開發(fā)了一種用于黃曲霉毒素B1檢測的MRS免疫傳感器。Au-Fe3O4納米顆粒的聚集程度與H2O2的含量相關(guān)，免疫反應(yīng)中H2O2的含量可通過辣根過氧化物酶（HRP）調(diào)節(jié)，HRP可通過免疫反應(yīng)與黃曲霉毒素B1建立一一對應(yīng)關(guān)系。因此，黃曲霉毒素B1的含量與T2信號相關(guān)，從而實現(xiàn)了黃曲霉毒素B1的高靈敏檢測，并且由于Au的橋梁作用，使本方法具有良好的穩(wěn)定性。本方法為微量有害目標(biāo)物的分析提供了一種新的分析策略。

 

　?。?）實驗結(jié)果

 

　　本工作首先對所合成的Au-Fe3O4納米顆粒進(jìn)行了表征，并通過TEM、能量色散譜、動態(tài)光散射、紫外吸收等手段驗證了過氧化氫介導(dǎo)的Ag@Au-Fe3O4組裝過程?；谠撔盘杺鞲胁呗?，構(gòu)建了磁弛豫免疫傳感器，將其應(yīng)用于黃曲霉毒素B1的快速檢測。實驗結(jié)果表明，本MRS傳感器對黃曲霉毒素B1的檢測限為3.81 pg/mL，比ELISA法提高了約21倍，并在實際樣品檢測中與HPLC方法具有良好的一致性，說明本MRS傳感器具有較高的靈敏度和良好的穩(wěn)定性。

 

　?。?）論文相關(guān)信息：

 

　　本工作發(fā)表于Small期刊上（Small, 2021, 2104596，IF=13.281）。論文獲資助信息：National Key Research and Development Program of China （No. 2019YFC1605502）， the Natural Scientific Foundation of Shandong （ZR2020ZD13）， the Science and Technology Projects of Qingdao （21-1-4-sf-7-nsh） 。

 

　　通訊作者信息：陳翊平（E- mail: chenyiping@mail.hzau.edu.cn.）

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202104596