论文部分内容阅读
酶联免疫吸附方法(ELISA)因具有廉价、简单、高通量等特点,已被广泛应用于临床诊断、环境监测以及食品安全监控等诸多领域。常规ELISA一般使用辣根过氧化物酶(HRP)催化底物四甲基联苯胺(TMB)显色来作为信号输出,通过测定底物在特定波长的吸光度值来进行定量检测。然而,这种模式因其灵敏度不高而无法实现对痕量的食品污染物及临床生物标记物的定量检测;同时产生的黄色溶液仅存在色度上的差别,很难实现裸眼判读,从而限制了该方法在资源匮乏地区进行现场检测。本研究以赭曲霉毒素A(OTA)为研究对象,依据常规ELISA平台建立了直接竞争荧光ELISA和等离子共振ELISA两种新型方法,实现了对OTA的高灵敏及裸眼检测。量子点(QDs)是一种新型的荧光材料,具有光稳定性好,激发光谱范围宽、发射光谱范围窄,且可调谐等光学特性。基于QDs为标记探针的荧光ELISA近几年被广泛运用于小分子、金属离子、有机化合物和生物大分子等的检测。然而常规QDs探针存在生物分子标记过程中生物分子活性及量子点荧光性能下降的风险,因此开发基于免标记QDs为ELISA信号输出的新方法具有重要意义。本研究以巯基丙酸修饰的碲化镉量子点(MPA–QDs)作为信号输出,以葡萄糖氧化酶(GOx)作为抗原标记酶,建立了一种基于MPA–QDs荧光淬灭的新型ELISA,并应用于玉米提取液中OTA的高灵敏定量检测。具体研究内容如下:首先合成了MPA–QDs(MPA–QDs表现出对pH及双氧水高度敏感)。采用N,N’-二环己基碳二亚胺(DCC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)制备GOx–OTA偶联物,偶联冲液为含有5%甲醇,pH 6.5的0.02 M PB溶液;抗原/抗体孵育时间为60 min;GOx产物OTA与GOx的偶联比为2.27:1;利用棋盘滴定法确定抗OTA单克隆抗体(mAb)与GOx–OTA的最佳浓度为0.08μg/mL和0.31μg/mL。免疫反应的缓催化葡萄糖的时间为60 min。在最佳实验条件下,建立了针对OTA的定量检测标准曲线:y=0.6247ln(x)+4.8543,OTA定量检测范围为2.4–625 pg/mL,线性相关指数R2=0.9932,玉米提取液中OTA最低检测限(LOD)为2.2 pg/mL,低于商业化OTA检测试剂盒近15倍。玉米提取液OTA加标回收实验结果显示:批内检测回收率为86.6%–106%,批内变异系数为4.22%–13.8%之间;批间回收率为84.4%–107%,变异系数为7.13%–14.5%之间。对20个随机添加OTA的玉米样本进行检测,检测结果与常规ELISA相关指数达到0.9455,表明荧光ELISA方法对于实际样本检测具有可行性。本研究同时以HRP+酪胺(TYR)+H2O2体系诱导金纳米粒子(AuNPs)聚集作为信号输出,建立了一种直接竞争等离子共振ELISA(dc-pELISA),该方法被成功应用于OTA的半定量裸眼检测。研究探讨了HRP+TYR+H2O2体系诱导AuNPs聚集的原理并对该体系中各物质的用量进行了优化。其中,HRP浓度为10μg/mL,H2O2浓度为10μM,TYR的浓度为1 mM。棋盘滴定法优化了mAb与OTA–触酶偶联物(OTA–CAT)的浓度,最佳mAb与OTA–CAT用量分别为0.31μg/mL和0.78μg/mL。在最佳条件下,建立了针对OTA的定量检测标准曲线:y=-1.06ln(x)+7.581,线性相关指数为R2=0.9916,线性范围为12.5 pg/mL-150pg/mL,50%抑制浓度(IC50)为84.75 pg/mL,10%抑制浓度(IC10)为17.8 pg/mL;该方法裸眼检测浓度为150 pg/mL,相比于常规ELISA分别低了2.9,2.7和13倍;同时本研究建立的dc-pELISA具有较好的特异性,与其他常见真菌毒素无明显的交叉反应;玉米加标实验显示平均回收率介于82.0%–109.5%之间,批内、批间变异系数均小于15%,表明本方法具有良好的准确度和精密度。同时对80个OTA玉米加标样本进行了裸眼半定量检测,结果未出现假阳性及假阴性。