Page 281 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第5期

第 5 期 黄伟 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 275

mol/L NaOH 中 30 min 以活化纤芯表面硅羟基。随
后，处理过的光纤芯分别使用水和甲苯洗涤 3次并浸
入含 APTES 的甲苯溶液（体积分数 1%）中引入氨
基。氮气吹干后将光纤芯浸入体积分数 2.5% 戊二
醛水溶液孵育 2 h，洗净后将光纤插入 5 μg/mL 的
DON-BSA 中 4 ℃避光孵育过夜，使用 PBST 洗涤 3
次。用 5% BSA 封闭未结合的位点，用 PBST 洗涤 3
次后，保存于 4 ℃。此时化学发光光纤免疫传感器已
制备完成，放置于4 ℃备用。 图2 化学发光光纤免疫传感器检测平台的结构
2）DON检测过程。将制备好的光纤探针插入含 Fig.2 Structure of the detection platform for
有 50 μL 鼠源 DON 抗体（10 μg/mL）和等体积不同 chemiluminescent fiber optic immunosensor
浓度 DON 溶液的离心管中进行免疫反应，37 ℃孵育 子力显微镜（AFM）对光纤表面微观构造进行直观分
1 h，并用 PBST 洗涤 3 次。然后，将免疫反应后的光 析，比例尺为400 nm。
纤探针反应区插入 1 μg/mL HRP 标记山羊抗小鼠 1.7 性能评价
IgG 中，37 ℃免疫反应 30 min 后，用 PBST 洗涤 3 次。 以 DON 浓度为横坐标、化学发光信号强度的差
最后将光纤免疫反应区域与20 μL化学发光底物吖啶 值（ΔCL）为纵坐标，建立标准曲线，线性关系和相关
2
酯（10 mg/mL）和 20 μL 触发剂（含 0.1 mmol/L 过氧 系数 R 由标准曲线拟合得出，其中 ΔCL=CL 空白 −
化脲的 Tris-HCl 缓冲溶液）等体积混合溶液接触，通 CL DON ，CL 为 3 次平行试验的平均值（n=3）。根据
过光子计数器在避光条件下记录化学发光信号。 3δ/S（δ为样品空白响应值的标准偏差，S为校正曲线
1.5 化学发光光纤免疫传感器检测装置的研制 的斜率）求得方法的检出限（LOD）。
化学发光光纤免疫传感器检测装置由显示器、 1.8 特异性和抗干扰性能测试
光纤固定器、试剂盘、旋转升降台、检测器、数据采集 使用呕吐毒素（DON）、黄曲霉毒素（AFB1）、赭
模块、电源 7 个部分组成，所有元件集成在一个 32 曲霉毒素（OTA）、玉米赤霉素烯酮（ZEN）对生物传
cm×15 cm×25 cm 黑色亚克力板搭建而成的避光盒 感器特异性进行评估。所有真菌毒素均为 1 μg/mL，
中。如图 2所示，检测器和数据采集模块安装在黑色 其他反应条件相同，根据测得的化学发光差值 ΔCL
盒子的顶部用于收集处理光纤传递的化学发光信 来评价该传感器对DON的特异性。
号，平台内置离心管架的升降平台由开关控制，固定 使 用 含 有 黄 曲 霉 毒 素（AFB1）、赭 曲 霉 毒 素
在端口上的光纤通过升降平台的运动与离心管中的 （OTA）、玉米赤霉素烯酮（ZEN）的 DON 溶液评估该
反应试剂接触。产生的化学发光信号由光子计数探 传感器的抗干扰能力。试验溶液分别为 DON 和
测器（CH326，购自北京滨松光子计数股份有限公司） AFB1 溶液，DON 和 OTA 溶液，DON 和 ZEN 溶液，
进行数据采集，并通过光子计数单元（CH297-01）及 DON和谷蛋白混合溶液，DON和葡萄糖混合溶液，对
其配套“光子计数软件 .exe”进行数据处理，最终结 照组为不含干扰抗原的DON溶液，所有真菌毒素均为
果会在顶部的屏幕中显示。所研制的检测装置质 1 μg/mL，谷蛋白为 100 μg/mL，葡萄糖为 1 mg/mL。
量约 3 kg。 其他反应条件相同，根据测得的化学发光差值 ΔCL
1.6 光纤探针的表征手段 来评价该传感器的抗干扰能力。

为了验证生物识别分子在光纤纤芯上的标记效 1.9 光纤探针的稳定性评价
果以及光纤探针的表面形貌，本研究采用傅里叶变 首先，按照本文“1.3 1）”所述方法，制备 15 支光
换红外光谱仪（FT-IR）、能量色散光谱仪（EDS）对完 纤探针，并将其浸泡在 PBS 溶液中，4 ℃下避光保存
全抗原修饰的光纤探针进行表征。使用傅里叶变换 30 d，每隔 5 d检测 1次化学发光强度，每次测试 3组，
红外光谱仪（FT-IR）对光纤表面的特定官能团和化 每组 1 根，根据化学发光信号差值 ΔCL 判断光纤探
学键进行分析，检测光谱波谱为 500~4 000 cm ；通 针的稳定性。
−1
过能量色散光谱仪（EDS）对光纤探针修饰前后的元 1.10 实际样品的检测方法
素进行考察，检测元素为 C、N、O、Si、P 和 S；采用原 分别称量 10.0 g 小麦、大米和玉米样品，充分研