核酸适配体传感器在常见食源性致病菌检测中的应用及发展

食源性致病菌是食源性疾病的重要诱因,早期的筛查技术已不能满足对食源性致病菌的快速、准确检测要求。核酸适配体因其小尺寸、易修饰、亲和性高和热稳定等优点而被广泛应用,研究人员运用核酸适配体传感器开发了针对食源性致病菌的众多检测方法,用于快速筛查食源性致病菌。基于食源性致病菌的常用检测方法,总结归纳了核酸适配体的筛选程序,列举了核酸适配体传感器在食源性致病菌检测中的应用,分析了其在应对样品的快速高效检测要求时的发展趋势,以求为食源性致病菌的检测方法改进提供更多思路。

基于磁性纳米粒子的比色适配体传感器检测赭曲霉毒素A

基于磁性纳米粒子(Fe_(3)O_(4)@Au)和纳米银(Ag NPs),通过DNA碱基互补配对,构建了一种新颖的比率比色传感器用于赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)的检测。OTA适配体(aptamer)偶联的Fe_(3)O_(4)@Au作为参比信号,互补DNA(cDNA)偶联的Ag NPs作为响应信号,通过调控两者的比例以及DNA碱基互补,制备了具有两个紫外吸收峰的比率纳米探针(Fe_(3)O_(4)@Au-Ag)。没有OTA存在时,比率比色传感器的吸光度比值(A400/A580)保持恒定。对检测条件(时间、pH和温度)进行了优化,在优化条件下,该传感器对OTA检测呈现良好的线性关系,线性范围为0.01~1000 ng·mL^(-1),检出限为0.033 ng·mL^(-1)。该传感器具有良好的选择性、重现性和高灵敏度,并被成功应用于豌豆粉中OTA的检测,回收率为93.9%~96.0%。

适配体传感器在抗生素检测中的研究进展

抗生素滥用导致的污染以及耐药菌的出现已成为全球性严重问题,对其进行快速、灵敏、即时检测在生态系统和人类健康保护方面具有重要意义.而传统的检测方法,耗时长且需要专门的仪器设备,不能满足上述检测要求.近年来,生物传感器作为一种有效的替代方法已广泛应用于抗生素检测.其中,以适配体作为分子识别元件的生物传感方法由于具有稳定性高、特异性强、信号传导多样化等优势,而备受关注.本文系统综述了现有抗生素适配体体外筛选的最新进展,并综述了基于比色、光学、电化学等信号转换模式的适配体传感器,最后对其未来在小分子污染物检测领域的应用进行了展望.

基于链置换扩增的电化学适配体生物传感器检测食品中的赭曲霉毒素A

为构建一种基于链置换扩增技术(SDA)和电化学适配体传感器技术检测食品中赭曲霉毒素A(OTA)的方法,根据OTA特异性适配体设计发卡结构,并在发卡结构的茎部设置SDA反应识别位点,进行SDA扩增。将扩增产物与修饰二茂铁(Fc)的电化学探针进行杂交,使电信号发生变化,从而建立电化学适配体传感器检测OTA的方法。通过对7组不同毒素的测定评价该方法的特异性,测定其灵敏度和检出限,并与赭曲霉毒素A酶联免疫分析方法(ELISA)国家标准(GB 5009.96-2016)进行对比试验。结果表明:最优条件下,电化学适配体传感器灵敏度线性范围为0.1 pg/mL~10 ng/mL,检出限(LOD)为0.05 pg/mL。当OTA存在时,检测结果为阳性,当OTA不存在时,检测为阴性,说明该方法特异性良好。在人工加标试验中,该电化学适配体传感器的加标回收率为96.60%~99.04%,ELISA(国家标准)的加标回收率为94.00%~98.50%,该方法的加标回收率优于国家标准。结论:该方法能够快速检测食品中的OTA,具有实用应用价值。

基于适配体-杂交链式反应比色检测生鲜牛乳中四环素类抗生素

)以特异性识别四环素类抗生素(TCs)的广谱型适配体为识别元件,结合杂交链式反应(HCR)信号放大策略,提出了一种TCs多残留比色检测方法,并优化了检测条件和进行了方法学考察。取40 nmol·L^(-1)生物素化检测探针(bio-DP)溶液加入到包被有亲和素的酶标板中,室温孵育后加入牛血清白蛋白(BSA)溶液,封闭反应1 h。加入生鲜牛乳样品稀释液,室温孵育20 min,如果样品中含有TCs,TCs与bio-DP的适配体序列结合,其发夹结构被打开。加入200 nmol·L^(-1)生物素化发夹DNA1(bio-H1)溶液和200 nmol·L^(-1)生物素化发夹DNA2(bio-H2)溶液,室温下进行HCR 40 min,从而形成具有多个重复单元的双链DNA(dsDNA)纳米线。加入辣根过氧化物酶(HRP)标记链霉亲和素(SA-HRP),室温孵育标记dsDNA。加入显色剂[含3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)],HRP催化TMB生成蓝色物质,显色5~8 min后终止反应,在酶标仪中于450 nm测量上述体系的吸光度。结果显示,bio-DP对四环素、土霉素、金霉素和多西环素具有高特异性,和卡那霉素、庆大霉素、氨苄青霉素、泰乐菌素、磺胺嘧啶和恩诺沙星等抗生素无交叉反应。四环素、土霉素、金霉素和多西环素的质量浓度总和在0.8~100μg·L^(-1)内与对应的吸光度总和呈线性关系,检出限(3s/k)为0.18μg·L^(-1)。对生鲜牛乳样品进行加标回收试验,TCs回收率为86.4%~106%,测定值的相对标准偏差(n=3)为2.5%~7.1%。方法应用于生鲜牛乳样品的分析,检测结果与国家标准方法GB 31658.6-2021差异不显著(P>0.05),检出的TCs总量也均未超标(GB 31650-2019)。与文献报道的其他方法相比,上述方法兼具简单、快速、检出限低、准确度高等优点,适用于食品中四环素类抗生素多残留的快速检测。

基于适配体检测水果及其制品中棒曲霉素的研究进展

棒曲霉素是广泛分布于各种水果、谷物及农产品中的一种真菌毒素,在较低浓度下产生持久性的毒性作用,对人类和动物健康造成严重的危害。随着人们对食品安全关注度的增加,棒曲霉素在水果及其制品中快速检测方法的研究引发广泛关注。适配体传感器因灵敏度高、耗时短、易操作及开发成本低等优点,在毒素快速检测方面具有潜在的开发和应用优势。本综述从棒曲霉素适配体筛选入手,着重介绍了基于电化学、光学和光电化学原理的适配体传感器在检测毒素中的原理、策略和应用,并展开分析其当前的发展现状、局限性和未来发展前景,旨在对水果及其制品中棒曲霉素有效检测和风险评估提供有益的见解,为棒曲霉素快速检测方法的研究和发展提供一定参考。

采用Cell-SELEX技术的核酸适配体在肿瘤靶向治疗的研究进展

阐述细胞-配体指数富集系统进化(Cell-SELEX)技术特点,以及通过该技术筛选得到的核酸适配体在肿瘤靶向治疗中的应用进展和挑战,通过查阅近年的相关文献,综述核酸适配体作为药物及药物载体在肿瘤靶向治疗中的应用研究进展。结果表明:基于Cell-SELEX技术筛选得到的核酸适配体在肿瘤靶向治疗中的疗效显著,可开发成为肿瘤靶向治疗的潜力药物及良好的药物载体。

基于金纳米花的双信号适配体传感器检测红酒中真菌毒素

构建基于金纳米花(gold nanoflower,AuFL)和适配体的双信号荧光适配体传感器用于同时检测赭曲霉毒素A(ochratoxin A,OTA)和玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)。以AuFL为载体,将含OTA和ZEN适配体的单链DNA共价交联在AuFL表面,进一步将其与两种荧光染料(FAM和Cy3)标记的互补DNA杂交,制备DNA功能化纳米探针。荧光染料和AuFL之间发生荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)导致纳米探针自身无荧光。加入OTA和ZEN后,FAM和Cy3从探针表面脱落会扰乱FRET过程,导致两者荧光的恢复。优化条件下,该双信号荧光适配体传感器对OTA检测的线性范围为0.05~500 ng/mL,检出限为0.017 ng/mL。对ZEN检测的线性范围为0.1~500ng/mL,检出限为0.033ng/mL。该双信号荧光适配体传感器具有良好的选择性和重现性,并能够成功应用于红酒实际样中OTA和ZEN的检测。

适配体生物传感器检测细菌毒素的研究进展

细菌毒素是细菌产生的次生代谢产物,是人类健康的主要威胁之一。食品中细菌毒素的污染已成为人们迫切关注的主要食品安全问题之一。因此,开发出简便、快速、灵敏检测食品中细菌毒素的方法具有重要意义。核酸适体是体外筛选的单链寡核苷酸序列,能特异性识别靶标。具有易合成、易标记、易修饰、高灵敏度、高特异性和低分子量等优点,被广泛用于生物传感器中。本文简要介绍了细菌毒素的分类及危害,重点综述了基于光学和电化学技术的适配体生物传感器在细菌毒素检测和定量方面的最新进展及应用,以期为细菌毒素的检测提供研究基础。

CTLA-4纳米抗体与肿瘤适配体共修饰的双靶向脂质体构建

目的:制备CTLA-4纳米抗体(Nb16)/适配体TLS11a修饰的脂质体,以制备一种能特异性靶向T细胞及肿瘤细胞的双靶向纳米制剂。方法:采用薄膜水化法制备得到纳米脂质体,然后通过化学键的耦联将氨基修饰到脂质体上,TLS11a适配体修饰巯基,Nb16纳米抗体自身带有巯基,将三者进行迈克尔加成反应,即可同时偶联纳米抗体和适配体到脂质体表面,制备得到双靶向脂质体(Nb16-Lipo-TLS11a)。运用透射电镜(TEM)、粒径和电位仪对Nb16-Lipo-TLS11a进行表征,并通过流式细胞术检测其与活化T细胞及肝癌细胞HepG2的结合情况。结果:制备的Nb16-Lipo-TLS11a为椭圆形的脂质体且表现呈均质、分散特征,粒径大小在100nm左右。结合实验结果直接或间接验证了Nb16-Lipo-TLS11a与活化T细胞及肝癌细胞的特异性结合能力。结论:本研究创新性构建的双靶向脂质体,能够特异性结合T细胞和靶细胞,为肿瘤靶向治疗提供了一种新策略。

荧光共振能量转移上转换适配体探针法检测牛奶中的痕量氯霉素

本研究合成了亲水性稀土掺杂的上转换荧光纳米颗粒(UCNPs)作为荧光能量的供体,金纳米颗粒(AuNPs)作为荧光能量的受体,基于荧光共振能量转移(FRET)体系,建立了检测痕量氯霉素(CAP)的适配体探针方法。UCNPs在波长980 nm激发下,在波长547 nm处有特征发射光。柠檬酸钠还原法制备的AuNPs在波长519 nm处有吸收峰。UCNPs通过链霉亲和素-生物素放大系统连接CAP适配体,形成荧光供体探针(UCNPs-apt),AuNPs与修饰巯基的CAP互补链连接,形成荧光受体探针(AuNPs-cDNA)。由于适配体和cDNA的碱基互补配对,发生FRET导致UCNPs荧光猝灭,加入CAP后部分荧光恢复。在最优的检测条件下,CAP浓度与荧光恢复值具有良好的线性关系,线性范围为0.01~10 ng/mL,检测限为5 pg/mL。采用本方法对牛奶样品进行加标回收实验,回收率在93.5%~99.4%之间,相对标准偏差为1.18%~2.84%。该方法具有简单、特异性强、灵敏度高、抗荧光背景干扰能力强等特点。

核酸适配体筛选中单链DNA制备方法的研究进展

核酸适配体是人工合成的短链核酸,作为分子识别元件,能够与各类靶标物质高特异性、高亲和力的结合,分为单链DNA和RNA两种类型。其中单链DNA适配体由于其稳定性比RNA适配体更好而更受欢迎,因此得到广泛应用。核酸适配体筛选通常是通过配体指数富集系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)实现的,筛选能否成功在很大程度上取决于其最关键的单链制备步骤,即将双链DNA转化为相应的单链DNA。目前,存在许多方法可以制备单链DNA,包括热变性法、生物素-链霉亲和素亲和分离法、变性胶电泳分离法、核酸外切酶消化法、不对称聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)法等。本文在总结文献报道的基础上,具体阐述了各种单链DNA制备方法的原理、优缺点及近5年的应用情况,并对这些单链DNA制备方法进行了比较和展望,以期能为成功筛选各类靶标的核酸适配体提供参考。

基于外泌体的适配体传感器的构建与应用

基于外泌体的适配体传感器的检测方法具有快速、灵敏、高通量、无创或微创、液体活组织检查和经济高效的分析等诸多优势,成为近年研究热点。综述了目前适配体在检测外泌体、外泌体靶向递送领域的研究进展。首先,介绍了外泌体、适配体和适配体传感器,以及近年常用的适配体筛选技术;其次,阐述基于外泌体的适配体传感器的构建及原理、适配体在外泌体领域的应用;最后,针对目前适配体在外泌体应用领域提出了所遇到的问题和挑战。

适配体传感器检测黄曲霉毒素的研究进展

黄曲霉毒素是自然界已发现理化性质最稳定的一类真菌毒素,具有高毒性和致癌性。农产品和动物源食品中黄曲霉毒素的污染最为严重。因此,开发快速精准检测黄曲霉毒素的方法对保障人和动物健康具有重要意义。适配体作为一种新型识别分子,其易于合成、修饰、稳定性高且高亲和力的特点使其在构建生物传感器用于食品分析检测中扮演着关键角色。适配体传感器是指适配体与待检目标物特异性识别的过程转换为易于检测的物理化学信号,以实现目标物的快速精准检测。该文综述了近年来基于电化学法、比色法、荧光法、拉曼光谱法等开发的适配体传感器在检测黄曲霉毒素中的研究进展,探讨了其在检测过程中的优势及局限性,并进一步对其在未来发展中的前景进行展望,为新型适配体传感器的开发用于黄曲霉毒素的检测提供了参考。

基于胶体金-适配体的层析试纸条检测玉米中黄曲霉毒素B_(1)

黄曲霉毒素B_(1)(AFB_(1))因其剧毒性及在粮食中分布广泛而成为人类健康和粮食安全的重大风险因素之一,因此建立快速、灵敏的检测方法十分必要。利用胶体金和适配体作为金标探针,构建一种新型层析试纸条以实现玉米中AFB_(1)的快速检测。根据体系中AFB_(1)存在会减弱生物素标记的适配体与金标探针的结合,从而导致试纸条检测线的颜色强度降低或消失,进而实现对AFB_(1)高效灵敏检测。在最佳条件下,试纸条检测AFB_(1)的检出限值低至0.5 ng/mL,在0.5~500 ng/mL范围内快速准确检测且对AFB_(1)具有高度的特异性。本研究制备的适配体试纸条能够成为玉米中AFB_(1)检测的有效方法,具有良好的应用前景。

基于AIE分子-适配体探针的银离子检测研究

重金属污染是当下严峻的环境问题。传统的水体重金属检测方法存在操作复杂、慢速且高成本的问题,因此,开发一种简单高效、低成本的新型检测技术意义重大。本文以银离子作为检测对象,利用核酸适配体技术和聚集诱导发光(Aggregation-Induced Emission,AIE)技术,将特定的核酸适配体与具有聚集诱导发光效应的阳离子型AIE分子(四苯基乙烯衍生物TPEDPy2CH3I)结合,构建了一种针对水体中银离子浓度检测的新型复合探针体系。该检测方法具有高选择性、快速响应和低检测限等特点,同时也能够为水体中其他重金属离子的检测提供一定的参考和启发。

基于适配体-MOF模拟酶比色检测bPAG9

该研究基于金属有机框架Fe-MIL-101和双适配体夹心原理建立了一种比色检测牛妊娠相关糖蛋白9(bPAG9)的新方法。将生物素化适配体1固定在微孔板上作为捕获探针,Fe-MIL-101功能化的适配体2作为信号探针,当测试样品中含有bPAG9时,适配体1和适配体2与bPAG9结合,在固相载体表面形成双适配体夹心结构,随后适配体2偶联的Fe-MIL-101催化无色过氧化物酶底物产生比色输出信号,通过比色信号的变化即可实现对bPAG9的定性和定量分析。结果显示:在优化条件下,bPAG9在缓冲液中的线性检测范围为0.5~50 ng/mL(r=0.996),检出限为0.13 ng/mL。bPAG9在空白血清中的加标回收率为89.4%~104%,相对标准偏差小于10%。将该方法应用于人工受精28 d的奶牛血清检测,妊娠诊断结果显示,该法的诊断敏感性、特异性和准确率分别为92.5%、90.0%和91.5%。所建方法具有无创、简便、经济等特点,在奶牛早孕检测领域具有良好的应用前景。

基于核酸适配体的SYBR Green I qPCR法检测鳗弧菌(Vibrio anguillarum)

鳗弧菌(Vibrio anguillarum)可感染鲈鱼、鳗鲡等多种水产养殖动物,是水产养殖中的重要病原菌,对其进行快速检测是病害防控的基础。利用鳗弧菌与其核酸适配体间较强的亲和特异性,通过核酸适配体来识别、结合鳗弧菌,然后以结合的核酸适配体为模板,进行SYBR Green I实时荧光定量PCR(qPCR)扩增,通过Ct值来定量检测鳗弧菌的浓度,从而建立了鳗弧菌的适配体-qPCR定量检测方法。从特异性、标准曲线、灵敏度、重复性和应用效果对该方法进行分析,表明该方法具有很强的特异性,能特异性地扩增鳗弧菌,且对哈维氏弧菌、溶藻弧菌、变形假单胞菌、大肠杆菌、嗜水气单胞菌和迟钝爱德华氏菌均无扩增;在10^(3)~10^(11) CFU/L的检测范围内有较好的线性关系,可用于鳗弧菌的定量检测;同时,该方法有较高的灵敏度和稳定性,其最低检测限为10^(3) CFU/L,组内和组间变异系数分别小于0.17%和1.98%;最后采用该方法对鱼体组织样品进行了应用检测,证明了该方法具有较好的可行性和应用性,可用于水产品或食品中鳗弧菌的定量检测。

基于杂交链式反应扩增检测奶粉中阪崎肠杆菌的适配体磁珠荧光传感器

构建一种基于杂交链式反应(hybridization chain reaction,HCR)扩增的适配体磁珠荧光传感器。巧妙设计序列HP和发卡序列H1、H2,其中HP是由适配体序列与触发序列结合而成的,并且序列互补形成稳定的二级结构。然后采用戊二醇反应和亲和素-生物素反应进行适配体功能化磁珠的制备。将阪崎肠杆菌与适配体磁珠一起孵育,HP中的适配体序列识别靶标,引起HP构象变化,露出触发序列,通过HCR触发H1和H2的链状组装,产生长双链DNA。荧光指示剂SYBR Green I以插层和小槽结合的方式与HCR产物的长双链结合。最后加入氧化石墨烯(graphene oxide,GO)后,游离的H1、H2和SYBR Green I将通过π-π堆积紧密吸附在GO表面,荧光信号被猝灭。HCR产物不能被吸附在GO表面,因此与HCR产物结合的SYBR Green I发出依赖于靶浓度的强荧光信号,从而实现阪崎肠杆菌的定量检测。本方法在纯培养条件下的检出限为2CFU/mL,对奶粉的检出限为8CFU/g,对奶粉样品的检测结果与传统微生物培养法具有良好的一致性。该方法具有无需DNA提取,快速、稳定性高、高特异性和高灵敏度等优点,因此为阪崎肠杆菌的现场快速检测提供了一种很有潜力的方法。

两种常用适配体的纳米金比色法快速检测牛奶中黄曲霉毒素M_(1)的评价研究

目的:建立基于不同序列长度适配体的纳米金(Gold nanoparticles,AuNPs)比色传感法快速定量检测牛奶中的黄曲霉毒素M_(1)(Aflatoxin M_(1),AFM_(1)),并评价目前文献报道中常用的21(A21)和72个碱基(A72)长度的AFM1适配体在实际样品中的检测性能。方法:采用柠檬酸钠还原法制备AuNPs溶液,加入AFM1适配体及AFM1标准品后,适配体与AFM1特异性结合形成特殊三维结构,随着NaCl溶液加入,AuNPs溶液的稳定性被破坏而发生聚集,导致溶液颜色变化,通过测定AuNPs溶液的吸光值和吸收光谱定量检测AFM1。结果:通过优化适配体浓度、NaCl浓度、反应温度及pH等实验条件,基于适配体A21和A72的AuNPs比色传感法检测AFM_(1)的检测限分别为25.26和5.77μg/L,线性范围均为10~800μg/L,且均具有良好的选择性及特异性,在牛奶中的加标回收率分别为95.7%~103.6%、94.3%~98.2%。结论:A72检测牛奶中AFM1的效果优于A21,可能与适配体长度、构型及亲和性相关。基于适配体A72建立的比色传感法简单、快速、灵敏、特异性强且可视化,为AFM1适配体在乳制品中的应用提供数据参考。