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2022/5/8 Weekly Seminar
发布时间:2022-05-08

Weekly Seminar

题目: Alkaline phosphatase-triggered dual-signal immunoassay for colorimetric

and electrochemical detection of zearalenone in cornmeal

Journal:Sensors and Actuators: B. Chemical

IF:7.46

Original link:http//doi:10.1016/j.snb.2022.131525

汇报人: 于阁阁 21级硕士

建立了一种由碱性磷酸酶(ALP)触发的双信号免疫分析方法来检测玉米粉中的玉米赤霉烯酮(ZEN)。样品中固定化的ZEN-牛血清白蛋白和游离的ZEN与抗ZEN单克隆抗体(McAb)竞争性结合。然后,ALP标记的山羊抗小鼠IgGMcAb结合。ALP催化抗坏血酸2-磷酸生成L-抗坏血酸(AA)AA将铁氰化钾转化为亚铁氰化钾,与铁离子(III)反应,促进普鲁士蓝纳米颗粒(PBNPs)的形成。因此,该溶液出现了多色的变化。同时,PBNPs700nm处有最大吸收峰。它可以用紫外-可见光谱仪进行监测。K3[Fe(CN)6]作为一种电子转移介质,随着PBNPs的形成而逐渐被消耗。因此,电化学检测也被用于检测ZEN。在最佳条件下,ZEN浓度的对数与实验结果呈良好的线性关系。

玉米赤霉烯酮(ZEN)广泛存在于玉米、小麦等谷物中。此外,ZEN具有致癌作用,并可引起雌激素样反应。天然颗粒中ZEN含量较低,但在适当的温度和湿度下会增加。ZEN具有热稳定性,普通加热方法不能降低其毒性。

多色检测弥补了单比色法的不足,它更容易识别,可直接读取,适合现场检测。随着电化学传感技术的快速发展,电化学检测仪器已经变得更加智能、小型化和便携式。比色传感和电化学传感的结合往往更明智和便携。

 

 

1. 实验原理图


原理图:对ZEN进行比色和电化学检测的双信号免疫分析法示意图

2. 双信号免疫分析法的可行性

1A所示,AA2PFe3+形成了一个橙黄色的AA2P-Fe3+配合物,最大吸收峰在456nm(1A,曲线f)K3[Fe(CN)6]溶液呈浅黄色,最大吸收峰在424nm处(图1A,曲线c)。同时,所有含有K3[Fe(CN)6]溶液在424nm处均有相同的吸收峰(图1a,曲线cegh)。结果表明,在424nm处的吸收峰与K3[Fe(CN)6]有关。当ALP缺乏时,在424nm处只有一个最大的吸收峰(1a,曲线g)。在700nm处出现了一个吸收峰(1a,曲线h),这与PBNPs的产生有关。

如图1B所示,当K3[Fe(CN)6]不存在时,不存在电化学反应(图1B,曲线abdfi)。当K3[Fe(CN)6]存在时,出现DPV峰值电流(图1B,曲线cegh)。此外,当反应体系中存在ALP时,产生PBNPs,消耗K3[Fe(CN)6],导致DPV峰值电流降低(1b,曲线h)。相反,当ALP不存在时,DPV峰值电流没有变化(1b,曲线g)。结果表明,ALP诱导了PBNPs的形成降低DPV峰值电流。

1(A) 紫外-可见吸收光谱。(B) 电化学DPV电流,(a) Tris-HCl+NaAc-HAc缓冲液,(b) AA2P(c) K3[Fe(CN)6](d)氯化铁,(e) AA2P+K3[Fe(CN)6](f) AA2P+氯化铁,(g) AA2P+K3[Fe(CN)6]+氯化铁,(h) AA2P+K3[Fe(CN)6]+氯化铁+ALP-IgG(i) 0.07MPBS。插入的(A)图像表示对应的颜色。插入的(B)图像表示表示含(h) /不含(g) ALP-IgGDPV峰值电流。

如图2A所示,随着ALP-IgG浓度的增加(2Aa-g分别对应0-100ng/mL)700nm处的吸光度增加,424nm处的吸光度降低。同时,电化学DPV峰值电流减小(2b)424nm处的吸收峰变化小于700nm处的吸收峰变化,因此选择700nm处的吸收峰进行定量分析。

2:不同水平的ALP-Igg混合溶液的(A)紫外-可见吸收光谱和(B)DPV峰电流。700nm处的(C)吸光度和0.24V处的(D)DPV峰值电流与ALP-IgG浓度的校准图。ALP-IgG的浓度(从“a”到“g)分别为01252002505007501000ng/mL

 

3. 校准曲线和灵敏度

结果表明,在一定浓度范围内,吸光度或电流的变化与Zen浓度的对数呈线性关系。根据校准曲线法计算检测限(LOD)。计算公式为LOD=3δ/s,其中δ为空白响应(n=20)的标准差,s表示线性拟合曲线的斜率。比色法的检出限为0.04 ng/m L,检测范围为0.2~0.8 ng/m L。电化学法的检出限为0.08ng/m L,检测范围为0.125~0.5 ng/m L

4. 应用研究

以玉米粉样品为例,新开发的双信号免疫分析和商品化的ELISA试剂盒在所有样本中均未检测到ZEN。双信号免疫法和商品化试剂盒的平均回收率均在80-120%之间。相对标准偏差均小于10%

根据K3[Fe(CN)6]在多色形成和电子转移中的重要性,可以用比色法和电化学法对Zen进行定量分析。新提出的双信号免疫分析方法的LOD等于或低于已报道的ZEN检测方法。此外,该策略还具有选择性高、操作简单、便于直观判断等优点。