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我院陈翊平教授课题组在兽药残留快速检测的研究中取得进展

作者:发布:2020-07-02点击量:


1. 研究背景

兽药残留是食品安全中主要的问题之一。过量使用的兽药会通过食物链在人体内富集,产生细菌耐药性、组织器官病变等健康问题。例如,莱克多巴胺的累积超过一定量时,易发生毒副反应,出现心动过速、恶心晕眩、肌肉疼痛等中毒症状,严重者甚至会危及生命。虽然包括我国在内的全球多个国家均已制定了针对兽药残留的限量标准,但兽药残留超标现象仍屡见不鲜,对人体健康存在巨大的威胁。现有的仪器分析法、免疫分析等虽然具有一定的优点,但在成本、灵敏度、检测成本、分析效率等方面或多或少存在一定的局限性。磁弛豫免疫传感器是一种新型的多学科交叉的分析技术,虽然传统的磁弛豫免疫传感器在分析性能上较上述方法有一定提高,但其灵敏度、稳定性等尚存在提升的空间。基于此,陈翊平教授课题组组装了多重信号放大的磁纳米探针,并在此基础上构建了集磁分离与磁传感于一体的磁弛豫免疫生物传感器,用于猪尿液中莱克多巴胺的快速高灵敏分析。

2. 相关研究工作:多重信号放大磁纳米探针的可控组装及“磁传感/磁分离”一体化磁弛豫时间免疫传感器的构建

(1)研究方法

本工作首先将大量具有磁信号的 Gd3+离子通过螯合作用偶联在纳米磁颗粒的表面,制备了具有多重信号放大的磁信号探针。具体为,通过氨基与羧基的缩合作用将富含氨基的多聚赖氨酸和单克隆抗体偶联到超顺纳米磁颗粒表面,然后将对顺磁性Gd3+离子具有螯合性能的DOTA-NHS ester偶联在多聚赖氨酸的表面,通过DOTA捕获加入的Gd3+,从而将大量的Gd3+离子螯合在超顺纳米磁颗粒表面,从而获得多重信号放大的磁信号探针。其放大过程主要包括多聚赖氨酸的多氨基放大和磁颗粒/Gd3+磁信号协同放大。随后,基于该磁信号探针构建了磁免疫传感器,在该传感器中,磁信号探针即作为磁传感核心,又作为免疫磁分离载体,从而使磁免疫分析“磁传感/磁分离”一体化,实现了目标物的有效富集和快速检测的一步完成,避免了传统的磁免疫传感分析中免疫磁富集和磁传感分别采用不同的纳米磁颗粒,造成免疫磁分离与磁信号读出分步进行的缺点,极大地简化了分析步骤,从而提高传感方法的检测速度与稳定性(图1)。该方法成功应用于猪尿液中莱克多巴胺的快速检测。

图1 基于多重信号放大磁探针磁免疫传感器的原理图

(2)实验结果

本工作首先对所构建的多重信号放大磁探针进行了扫描电镜、能量色散谱、动态光散射表征,并对其组装前后的磁信号进行了比较。基于该磁探针构建磁免疫传感器后,比较了该传感器与传统磁免疫传感器的灵敏度,结果表明,该传感器灵敏度提高了25倍。在实际样品的检测中,和经典的高效液相色谱-质谱方法具有很好的吻合性。

(3)论文相关信息:

本工作发表于著名的生物传感杂志Biosensors and Bioelectronics上(Biosensors and Bioelectronics,2020, 155, 112106,IF=10.2)。论文获资助信息:Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No.2662019PY005); Beijing Nova Program(Grant No.Z181100006218017)。

通讯作者信息:陈翊平(E- mail: chenyiping@mail.hzau.edu.cn.)

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112106

审核人:刘石林


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