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基于先进材料的适配体传感器在真菌毒素快速检测中的研究进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-04-14
核心提示:真菌毒素是由产毒真菌在特定条件下产生的一类具有生物活性的次生代谢产物。按其产毒菌种可分为曲霉菌毒素、青霉菌毒素和镰刀菌毒素等几大类。联合国粮食及农业组织2014年—2016年从近150 个国家收集的数据表明,全球有超过27.4%的农产品被真菌毒素污染。
   真菌毒素是由产毒真菌在特定条件下产生的一类具有生物活性的次生代谢产物。按其产毒菌种可分为曲霉菌毒素、青霉菌毒素和镰刀菌毒素等几大类。联合国粮食及农业组织2014年—2016年从近150 个国家收集的数据表明,全球有超过27.4%的农产品被真菌毒素污染。
 
  西南大学食品科学学院的王嫦嫦、马 良*、刘 微等人概括了近10 年来文献报道的主要真菌毒素适配体,并对基于先进材料的适配体传感器在真菌毒素快速检测中的应用进展以及现阶段存在的主要问题进行了综述。
 
  1、常见真菌毒素的适配体
 
  黄曲霉毒素(AF)的适配体
 
  到目前为止,筛选到的AF适配体主要集中在AFB1、AFB2和AFM1上,其他类型的AF(G1、G2和M2)适配体鲜见报道,仍需开发新的筛选制备技术,提高AF适配体的筛选效率,同时对现有适配体研究进一步提高其特异性。
 
  赭曲霉毒素A(OTA)的适配体
 
  对这些文献进行分析,现阶段已筛选出的OTA适配体序列均富含G且应用相对较成熟,这与靶标物OTA与富含G的序列结合会促进G-四分体的形成有关。
 
  其他真菌毒素的适配体
 
  目前OTA、AF适配体的筛选相对较成熟,基于已筛选的适配体已经构建了包括荧光测定法、比色法和电化学法在内的多种分析检测方法,以实现OTA、AF的高灵敏、高选择性测定。其他真菌毒素的适配体在应用范围、稳定性与亲和力等方面仍需加强研究。此外,用于不同种类、不同形态(结合态、衍生物等)真菌毒素共同检测的适配体序列研究较为欠缺。
 
  2、基于先进材料的适配体传感器在真菌毒素快速检测中的应用
 
  基于先进材料的荧光适配体传感器
 
  荧光适配体传感器主要是测量适配体与靶标物作用所引起的荧光信号变化。作为识别元件的适配体很容易被先进材料吸附,在真菌毒素检测领域研究和应用得越来越广泛。该方法的开发为同时检测更多类型的真菌毒素开辟了一条新途径。总地来说,基于先进材料的荧光适配体传感器作为一种新型的检测方法具有灵敏度高、耗时短等特点。
 
  基于先进材料的比色适配体传感器
 
  比色适配体传感器构建通常涉及纳米材料和用于信号放大的DNA酶。比色适配体传感器可通过肉眼观测到的颜色变化来实现真菌毒素测定,尤其适合现场快速筛查,但灵敏度仍有待进一步提高。
 
  基于先进材料的SPR适配体传感器
 
  SPR适配体传感器通常是将具有特异性识别能力的分子即适配体固定于传感片表面,通过监测靶标物与传感片表面的适配体结合导致的折射率变化,来实现靶标物的快速和实时定量分析。
 
  基于先进材料的电化学适配体传感器
 
  电化学适配体传感器是通过生物识别元件-适配体和目标分析物之间的生物化学反应来评估电参数(例如电流、阻抗、电导率、电压或电位信号)变化的传感平台。设备简单、灵敏度高、易微型化,一直是分析工作者的重点研究对象。
 
  基于先进材料的ECL适配体传感器
 
  ECL适配体传感器同时具备化学发光技术和适配体传感器的优点,能极大地提高检测的灵敏度,已成为适配体传感领域一个重要的研究方向。
 
  结 论
 
  通过对文献的整理,分析和总结了现阶段各种基于先进材料的适配体传感器在真菌毒素检测领域存在的优缺点及应用现状,基于先进材料的适配体传感器在真菌毒素快速检测方面的应用具有快速、高灵敏度和高特异性等优势,也存在稳定性差、开发难度大等方面的限制,未来应加强多种真菌毒素同时测定,尤其是真菌毒素现场实地检测中的应用开发。高灵敏度真菌毒素传感器及传感体系、小型便携式的商业快检设备和速测产品将是食品或农产品中多种真菌毒素检测的两大热点发展趋势方向。此外,未来可以考虑如何筛选和利用序列来实现不同种类、不同形态的真菌毒素检测。
 
 
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