中南林業科技大學劉高強、王永紅課題組在赭麴黴素A的生化檢測領域取得進展

2021-02-13 中國菌物學會

中南林業科技大學林業生物技術省重點實驗室在重要真菌毒素赭麴黴素A的生化檢測研究領域取得進展，研究成果連續發表在生物傳感領域重要期刊《Biosensors and Bioelectronics》（Top期刊、SCI一區期刊，IF: 10.257）和《Sensors and Actuators B:Chemical》（Top期刊、SCI一區期刊，IF: 7.1）。論文第一作者均為實驗室副主任王永紅副教授，通訊作者均為實驗室主任劉高強教授，中南林業科技大學為第一署名單位和通訊作者單位。

真菌毒素是由絲狀真菌等微生物產生的次級代謝產物，也包含真菌毒素相關的衍生物。真菌毒素具有很強的穩定性和毒性，一旦產生很難消除，不僅能引起穀物等糧食的腐敗變質、營養流失和品質降低，還能導致急性中毒、致癌、致突變、致畸等嚴重後果。赭麴黴素A（OTA）是麴黴屬和青黴屬一些產毒菌株的次級代謝產物，是一種重要真菌毒素，汙染範圍廣，具有強烈腎毒性、神經毒性、免疫毒性，並具有致癌、致畸、致突變性。因此，為了保障人類和動物的健康以及生態環境的安全，對真菌毒素如赭麴黴素A進行檢測分析和定量監測具有重大意義。

中南林業科技大學林業生物技術省重點實驗室劉高強、王永紅課題組圍繞赭麴黴素A檢測，利用生物傳感技術首次提出了一種基於RecJf外切酶循環和β-環糊精主客體識別作用檢測赭麴黴素A（OTA）的方法（Biosensors and Bioelectronics,2019, 124:82-88）。通過外切酶循環作用和β-環糊精富集作用實現了目標的信號放大檢測。在最佳條件下，信號與目標濃度對數在10 pg/mL至10.0 ng/mL範圍內保持線性關係，檢測限低至3 pg/mL。這種檢測方法操作簡單、成本低，且在檢測限、檢測範圍和靈敏度方面令人滿意，可以通過更換相應的適體，實現多種目標檢測。

                           

The structure of ochratoxin A (left) and feasibility of the sensingstrategy (right)

Sensing principle of aptamer electrochemical platform   Specificity of the proposed sensor

圖1 赭麴黴素A的電化學檢測

 

此外，還利用三股螺旋適體探針（TAP）發展了一種新的化學發光生物傳感器用於測定赭麴黴素A（Sensors and Actuators B:Chemical. 2019,298:126867）。設計的TAP結構主要包含三個部分：環部一段可以捕獲目標分子的核酸適體DNA，用作信號探針的DNA處於中間部分，莖部有一段可以與信號探針部分互補的DNA序列。利用信號探針能和Hemin結合形成G-四鏈體並能夠催化魯米諾-H2O2化學發光反應體系，實現了對赭麴黴素A的定量分析。在最優條件下，化學發光信號與目標濃度在0.1 ng/mL ~ 2.0 ng/mL內保持線性相關，檢出限低至0.07 ng / mL。這是一種無需進行信號標記便可實現OTA測量的化學發光方法，具有設計新穎、簡單、經濟、高靈敏、高特異性等優點。

 

Schematic representation of the chemiluminescenceassay (left), chemiluminescence spectra of the sensor (right)

圖2 赭麴黴素A的化學發光法檢測

 

論文信息及相關連結

1.      Wang YH, Ning G, Wu YH, Wu S, Zeng B, Liu G-Q*, He XX, Wang KM. Facile combination of beta-cyclodextrinhost-guest recognition with exonuclease- assistant signal amplification forsensitive electrochemical assay of ochratoxin A. Biosens. Bioelectron. 2019, 124:82-88.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566318308066

2.      Wang YH, Fang ZY, Ning G, Wu YH, Wu S, LiuG-Q*. G-quadruplex-bridged triple-helix aptamer probe strategy: alabel-free chemiluminescence biosensor for ochratoxin A. Sensor. Actuat.B-Chem. 2019, 298:126867.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925400519310664

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