Page 279 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第5期
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第41卷 第5期                          华  中   农   业  大   学  学   报                        Vol.41  No.5
               2022年   9月                    Journal of Huazhong Agricultural University      Sep. 2022，273~282

               黄伟，何慧禹，鲁鹏，等.化学发光光纤免疫传感器的研制及其对谷物中呕吐毒素的快速检测［J］.华中农业大学学报，2022，41（5）：273⁃282.
               DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2022.05.033

                          化学发光光纤免疫传感器的研制及其对谷物中

                                              呕吐毒素的快速检测



                                              黄伟，何慧禹，鲁鹏，陈翊平

                                华中农业大学食品科学技术学院/环境食品学教育部重点实验室，武汉 430070

                       摘要   为实现谷物中呕吐毒素（deoxynivalenol，DON）的快速、灵敏检测，采用生物传感和化学发光技术相
                   结合的方式，研制应用于现场快速检测谷物中呕吐毒素的化学发光光纤免疫传感器，并搭建用于化学发光信号
                   检测的便携式传感平台。整个检测平台集成到一个 32 cm×15 cm×25 cm 的黑色避光盒中，质量小于 3 kg。结
                   果显示：所研制的化学发光光纤免疫传感器在 0.1~1 200 ng/mL呈现出良好的线性关系，检出限为 62.7 pg/mL；
                   功能化的光纤探针能够稳定保存 30 d且具有良好的特异性和抗干扰性；其应用于谷物样品的呕吐毒素检测回收
                   率为 81.00%~107.33%，相对标准偏差小于 8.69%。结果表明，该方法较 ELISA 法的灵敏度提高了 30 倍，线性
                   范围拓宽了3个数量级，适合应用于谷物样品中呕吐毒素的现场快速检测。
                       关键词    呕吐毒素；光纤免疫传感器；化学发光；免疫分析；现场快速检测；粮食安全
                       中图分类号      TS207.5   文献标识码      A    文章编号     1000-2421（2022）05-0273-10


                   呕吐毒素（deoxynivalenol，DON）是粉红镰刀菌、 求             ［9］ 。传统的免疫分析法如酶联免疫吸附法（ELI⁃
               谷禾镰刀菌等镰刀菌群产生的一种单端孢霉烯族类                           SA）具有成本低、特异性强等特点             ［10］ ，广泛应用于食
               代谢产物，属于剧毒或中等毒物               ［1-2］ ，广泛存在于小       品安全领域中危害因子的检测，但其仍存在操作繁
               麦、大米、玉米等谷物中，在世界范围内污染程度较                          琐、耗时较长、稳定性和精确性差等问题                ［11］ 。
               高，其进入人体后可能引起腹泻、呕吐、神经紊乱、肾                             近年来，由免疫识别元件（抗原/抗体）与信号转
               脏衰竭等一系列症状，严重者甚至会导致死亡                     ［3-4］ 。 换单元（如电、光、声、热等）组成的免疫传感器成为
               我国食品安全国家标准 GB 2761−2017《食品中真                     谷物中 DON 高效检测的有力工具             ［12］ 。根据换能器
               菌毒素限量》中规定呕吐毒素在食品中最大残留限                           工作原理的不同可以分为光学免疫传感器                   ［13］ 、压电
                                    ［5］
               量（MRL）为 1 000 μg/kg ，而欧盟要求更为严格，欧                 免疫传感器     ［14］ 和磁免疫传感器     ［15］ 等。在这些免疫
               盟委员会条例（EC）429/2008 中 规 定 DON 在 谷 物               传感器中，化学发光免疫传感器作为光学衍生发展
               原料中的 MRL 为 750 μg/kg 。因此，为保障我国                   的一种传感手段，兼具生物识别反应的高特异性和
                                         ［6］
               粮食安全以及符合国际贸易规则的要求，减少或避                           化学发光的高灵敏度，在食品安全、疾病诊断、环境
               免 DON 的危害，开发针对谷物中 DON 的高效、灵敏                     监测等领域得到了广泛的应用             ［16］ 。光纤具有优异的
               的现场快速检测方法具有重要意义。                                 导光性能，且易与生物识别分子偶联，是理想的化学
                   目前，针对谷物中 DON 的检测方法主要有大型                      发光生物传感器固相载体之一              ［17］ 。此外，光纤体积
                         ［7］
                                        ［8］
               仪器分析法 和免疫分析法 。大型仪器分析方法                           小、质量轻，易于实现仪器的小型化和自动化                  ［18］ 。因
               如高效液相色谱-串联质谱法（HPLC-MS/MS）、气                      此，化学发光光纤免疫传感器对于谷物中 DON 的特
               相色谱-质谱联用法（GC/MS）等具有高效、灵敏、精                       异性较强，且具有灵敏度高、准确性好的特点，在现
               确等优势，但是其设备昂贵、样品前处理复杂、需要                          场即时检测方面有着良好的应用前景。基于此，本研
               专业的技术操作人员，难以满足现场即时检测的需                           究根据免疫反应-化学发光的光纤传感系统设计了一

               收稿日期：2022-05-03
               基金项目：岭南现代农业重点实验室项目（NZ2021036）；国家重点研发计划项目（2019YFC1605502）
               黄伟，E-mail：2020309120024@webmail.hzau.edu.cn
               通信作者：陈翊平，E-mail：chenyiping@mail.hzau.edu.cn
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