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中南林業(yè)科技大學(xué)劉高強、王永紅課題組在赭曲霉素A的生化檢測領(lǐng)域取得進展
中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)生物技術(shù)省重點實驗室在重要真菌毒素赭曲霉素A的生化檢測研究領(lǐng)域取得進展，研究成果連續(xù)發(fā)表在生物傳感領(lǐng)域重要期刊《Biosensors and Bioelectronics》（Top期刊、SCI一區(qū)期刊，IF: 10.257）和《Sensors and Actuators B:Chemical》（Top期刊、SCI一區(qū)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(yè)科技大學(xué)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(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，也包含真菌毒素相關(guān)的衍生物。真菌毒素具有很強的穩(wěn)定性和毒性，一旦產(chǎn)生很難消除，不僅能引起谷物等糧食的腐敗變質(zhì)、營養(yǎng)流失和品質(zhì)降低，還能導(dǎo)致急性中毒、致癌、致突變、致畸等嚴(yán)重后果。赭曲霉素A（OTA）是曲霉屬和青霉屬一些產(chǎn)毒菌株的次級代謝產(chǎn)物，是一種重要真菌毒素，污染范圍廣，具有強烈腎毒性、神經(jīng)毒性、免疫毒性，并具有致癌、致畸、致突變性。因此，為了保障人類和動物的健康以及生態(tài)環(huán)境的安全，對真菌毒素如赭曲霉素A進行檢測分析和定量監(jiān)測具有重大意義。
中南林業(yè)科技大學(xué)林業(yè)生物技術(shù)省重點實驗室劉高強、王永紅課題組圍繞赭曲霉素A檢測，利用生物傳感技術(shù)首次提出了一種基于RecJf外切酶循環(huán)和β-環(huán)糊精主客體識別作用檢測赭曲霉素A（OTA）的方法（Biosensors and Bioelectronics,2019, 124:82-88）。通過外切酶循環(huán)作用和β-環(huán)糊精富集作用實現(xiàn)了目標(biāo)的信號放大檢測。在最佳條件下，信號與目標(biāo)濃度對數(shù)在10 pg/mL至10.0 ng/mL范圍內(nèi)保持線性關(guān)系，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、檢測范圍和靈敏度方面令人滿意，可以通過更換相應(yīng)的適體，實現(xiàn)多種目標(biāo)檢測。
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The structure of ochratoxin A (left) and feasibility of the sensingstrategy (right)
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Sensing principle of aptamer electrochemical platform Specificity of the proposed sensor
圖1 赭曲霉素A的電化學(xué)檢測
此外，還利用三股螺旋適體探針（TAP）發(fā)展了一種新的化學(xué)發(fā)光生物傳感器用于測定赭曲霉素A（Sensors and Actuators B:Chemical. 2019,298:126867）。設(shè)計的TAP結(jié)構(gòu)主要包含三個部分：環(huán)部一段可以捕獲目標(biāo)分子的核酸適體DNA，用作信號探針的DNA處于中間部分，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(jié)合形成G-四鏈體并能夠催化魯米諾-H2O2化學(xué)發(fā)光反應(yīng)體系，實現(xiàn)了對赭曲霉素A的定量分析。在最優(yōu)條件下，化學(xué)發(fā)光信號與目標(biāo)濃度在0.1 ng/mL ~ 2.0 ng/mL內(nèi)保持線性相關(guān)，檢出限低至0.07 ng / mL。這是一種無需進行信號標(biāo)記便可實現(xiàn)OTA測量的化學(xué)發(fā)光方法，具有設(shè)計新穎、簡單、經(jīng)濟、高靈敏、高特異性等優(yōu)點。
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Schematic representation of the chemiluminescenceassay (left), chemiluminescence spectra of the sensor (right)
圖2 赭曲霉素A的化學(xué)發(fā)光法檢測
論文信息及相關(guān)鏈接
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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