基于金纳米颗粒比色检测丙烯酰胺和不同等电点蛋的新方法

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guojade_2009
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近年来,食品安全问题频发引起了人们的重点关注。为了解决食品安全问题,科研工作者们开发了许多适用于检测食品危害物的新策略。其中,基于纳米材料的生物传感是一种快速、灵敏、高效、便携的检测方法,它能克服传统方法(如液相色谱、气相色谱)中样品预处理复杂、检测时间长、仪器昂贵、并需要专业技术人员操纵仪器等的局限性。丙烯酰胺(Acrylamide,AA)是食品热加工过程中产生的具有神经毒性的潜在致癌物质。过敏性的蛋白严重影响摄入者的生活质量。本研究基于丙烯酰胺介导功能化金纳米颗粒(Gold nanoparticles,AuNPs)聚合比色检测丙烯酰胺,同时,探讨基于核酸适配体(aptamer)/AuNPs探针检测不同等电点的过敏蛋白的比色传感策略。主要结果如下:(1)丙烯酰胺介导功能化AuNPs聚合比色检测丙烯酰胺基于AA共聚引起的AuNPs之间距离增加导致的颜色变化,开发了一种比色检测AA的传感方法。首先,利用含有AA结构的硫代丙烯酰胺聚乙二醇(AA-PEG-SH)修饰AuNPs,在光引发剂及紫外辐照条件下引发功能化的AuNPs上的碳碳双键聚合,进而引起颜色的变化,从红色到灰色。当AA存在下,AA参与共聚,增加AuNPs之间的距离,可保持AuNPs溶液原始的颜色。在最佳优化条件下,溶液吸收比率(A525/A740)在线性范围1 nM10μM内随AA浓度的增加而增大,该比色策略的检出限为0.2 nM,能满足食品中痕量AA快速检测的需要。(2)基于未修饰的AuNPs检测不同等电点的蛋白研究研究报道蛋白质能在AuNPs表面形成蛋白晕(protein corona),其形成对开发基于未修饰的AuNPs比色检测蛋白产生不良影响。本文以AuNPs的颜色变化为信号,系统考察了阻碍不同等电点(isoelectric points,pI)蛋白形成蛋白晕的pH值范围;进而开发检测过敏蛋白(β-乳球蛋白(beta-lactoglobulin,β-LG)、乳铁蛋白(lactoferrin,LF)的比色方法。以β-乳球蛋白(pI为5.3)、乳铁蛋白(pI为8.7)和溶菌酶(lysozyme,LZM,pI为11.1)为代表,研究阻碍酸、中和碱性蛋白生成蛋白晕的具体pH值范围。结果表明,β-乳球蛋白、乳铁蛋白和溶菌酶适宜pH值范围分别为5.36.5、8.79和1111.5。以过敏蛋白(β-乳球蛋白、乳铁蛋白)为具体实施对象开发基于aptamer/AuNPs探针的未修饰的比色传感方法。在pH值为5.3,β-LG浓度在0.0420 ng/mL时,β-LG/AuNPs体系中A700/A522值随β-LG浓度的变化而呈现线性关系,检测限为36pg/mL,在pH值为9,LF浓度在0.8800 ng/mL时,LF/AuNPs体系中A700/A522值随LF浓度的变化而呈现线性关系,检测下限为292.8 pg/mL,满足了在乳制品中痕量过敏蛋白的快速监测需求。
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