Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp đồng nhất điện hóa miễn dịch phát hiện aflatoxin B1 trong thực phẩm sử dụng các giao điểm DNA omega giống như được sinh ra bởi sự lai ghép gần và khuếch đại tín hiệu nhiệt độ đồng nhất kích thích bởi exonuclease III
Tóm tắt
Một nền tảng miễn dịch điện hóa đồng nhất mới đã được thiết kế để phát hiện nhạy cảm aflatoxin B1 (AFB1) trong thực phẩm. Hệ thống bao gồm kháng thể chống AFB1 gắn với DNA1 (Ab-DNA1), DNA2 gắn kết AFB1–albumin huyết thanh bò (BSA) (AFB1-DNA2), và DNA móc tóc chức năng methylene blue. Nhờ vào phản ứng kháng nguyên–kháng thể đặc thù giữa kháng thể chống AFB1 và AFB1–BSA, phức hợp miễn dịch hình thành đã hỗ trợ sự lai ghép gần của DNA1 với DNA2, từ đó dẫn đến việc hình thành giao điểm DNA giống như omega. Sau đó, giao điểm mở ra DNA móc tóc để xây dựng một DNA chuỗi đôi mới, có thể dễ dàng bị cắt bởi exonuclease III để giải phóng giao điểm DNA omega và methylene blue. Giao điểm DNA phân tán có thể lai ghép lại nhiều lần với các phân tử DNA móc tóc còn lại thông qua khuếch đại chu kỳ nhiệt độ đồng nhất dựa trên exonuclease III, do đó giải phóng nhiều phân tử methylene blue tự do vào dung dịch phát hiện. Các phân tử methylene blue tự do được sản xuất có thể được thu nhận bởi một điện cực indium tin oxide mang điện tích âm, mỗi phân tử có thể tạo ra một tín hiệu điện tử trong các thế áp dụng. Khi đưa AFB1 mục tiêu vào, chất phân tích đã cạnh tranh với AFB1-DNA2 để chiếm giữ kháng thể chống AFB1 gắn kết trên Ab-DNA1, dẫn đến việc giảm lượng giao điểm DNA omega hình thành, và do đó khiến DNA móc tóc gắn với methylene blue di chuyển xa khỏi bề mặt điện cực. Dưới các điều kiện tối ưu, tín hiệu điện hóa có thể phát hiện được giảm với số lượng AFB1 mục tiêu tăng lên trong dải làm việc động từ 0.01–30 ng mL-1 với giới hạn phát hiện là 4.8 pg mL-1. Thêm vào đó, độ chính xác và độ tái lập của hệ thống này đều được chấp nhận. Cuối cùng, phương pháp này được đánh giá thêm cho việc phân tích các mẫu đậu phộng bị nhiễm AFB1 tự nhiên hoặc được bổ sung AFB1, cho kết quả phù hợp tốt với những kết quả thu được từ bộ kit ELISA AFB1 thương mại.
Từ khóa
#aflatoxin B1 #điện hóa miễn dịch #DNA omega #khuếch đại tín hiệu #exonuclease IIITài liệu tham khảo
Raiola A, Tenore G, Manyes L, Meca G. Ritieni. Risk analysis of main mycotoxins occurring in food for children: an overview. Food Chem Toxicol. 2015;84:169–80.
Milani J, Maleki G. Effects of processing on mycotoxin stability in cereals. J Sci Food Agric. 2014;94:2372–5.
Flores-Flores M, Lizarraga E, Lopez de Cerain A, Gonzalez-Penas E. Presence of mycotoxins in animal milk: a review. Food Control. 2015;53:163–76.
Lin Y, Zhou Q, Lin Y, Tang D, Chen G, Tang D. Simple and sensitive detection of aflatoxin B1 within five minute using a non-conventional competitive immunosensing mode. Biosens Bioelectron. 2015;74:680–6.
Vidal J, Bonel L, Ezquerra A, Hernandez S, Bertolin J, Cubel C, et al. Electrochemical affinity biosensors for detection of mycotoxins: a review. Biosens Bioelectron. 2013;49:146–58.
Wang H, Zhang Y, Chu Y, Ma H, Li Y, Wu D, et al. Disposable competitive-type immunoassay for determination of aflatoxin B1 via detection of copper ions released from Cu-apatite. Talanta. 2016;147:556–60.
Goryacheva I. Contemporary trends in the development of immunochemical methods for medical analysis. J Anal Chem. 2015;70:903–14.
Zhao F, Hu C, Wang H, Zhao L, Yang Z. Development of a MAb-based immunoassay for the simultaneous determination of O, O-diethyl and O, O-dimethyl organophosphorus pesticides in vegetable and fruit samples pretreated with QuEChERS. Anal Bioanal Chem. 2015;407:8959–70.
Lin Y, Zhou Q, Lin Y, Tang D, Niessner R, Knopp D. Enzymatic hydrolysate-induced displacement reaction with multifunctional silica beads doped with horseradish peroxidase–thionine conjugate for ultrasensitive electrochemical immunoassay. Anal Chem. 2015;87:8531–40.
Liu J, Lu C, Liu B, Yu F. Development of novel monoclonal antibodies-based ultransensitive enzyme-linked assay and rapid immunochromatographic strip. Food Control. 2016;59:700–7.
Chauhan R, Singh J, Solanki P, Manaka T, Iwamoto M, Basu T, et al. Label-free piezoelectric immunosensor decorated with gold nanoparticles: kinetic analysis and biosensing application. Sens Actuators B. 2016;222:804–14.
Anfossi L, Di Nardo F, Giovannoli C, Passini C, Baggiani C. Enzyme immunoassay for monitoring aflatoxins in eggs. Food Control. 2015;57:115–21.
Zhu R, Zhao Z, Wang J, Bai B, Wu A, Yan L, et al. A simple sample pretreatment method for multi-mycotoxin determination in eggs by liquid chromatography tandem mass spectrometry. J Chromatogr A. 2015;1417:1–7.
Wang X, Pauli J, Niessner R, Resch-Genger U, Knopp D. Gold nanoparticle-catalyzed uranine reduction for signal amplification in fluorescent assays for melamine and aflatoxin B1. Analyst. 2015;140:7305–12.
Zhao Y, Yang Y, Luo Y, Yang X, Li M, Song Q. Double detection of mycotoxins based on SERS labels embedded Ag@Au core-shell nanoparticles. ACS Appl Mater Interfaces. 2015;7:21780–6.
Adornetto G, Fabiani L, Volpe G, Stefano A, Martini S, Nenna R, et al. An electrochemical immunoassay for the screening of celiac disease in saliva samples. Anal Bioanal Chem. 2015;407:7189–96.
Tang D, Su B, Tang J, Ren J, Chen G. Nanoparticle-based sandwich electrochemical immunoassay for carbohydrate antigen 125 with signal enhancement using enzyme-coated nanometer-sized enzyme-doped silica beads. Anal Chem. 2010;82:1527–34.
Tang J, Tang D, Niessner R, Knopp D. A novel strategy for ultra-sensitive electrochemical immunoassay of biomarkers by coupling multifunctional iridium oxide (IrOx) nanospheres with catalytic recycling of self-produced reactants. Anal Bioanal Chem. 2011;400:2041–51.
Zhang Y, Huang Y, Jiang J, Shen G, Yu R. Electrochemical aptasensor based on proximity-dependent surface hybridization assay for single-step, reusable, sensitive protein detection. J Am Chem Soc. 2007;129:15448–9.
Nie H, Liu S, Yu R, Jiang J. Phospholipid-coated carbon nanotubes as sensitive electrochemical labels with controlled-assembly-mediated signal transduction for magnetic separation immunoassay†. Angew Chem Int Ed. 2009;48:9862–6.
Akhavan-Tafti H, Binger D, Blackwood J, Chen Y, Creager R, de Silva R, et al. A homogeneous chemiluminescent immunoassay method. J Am Chem Soc. 2013;135:4191–4.
Tang D, Lin Y, Zhou Q, Lin Y, Li P, Niessner R, et al. Low-cost and highly sensitive immunosensing platform for aflatoxins using one-step competitive displacement reaction mode and portable glucometer-based detection. Anal Chem. 2014;86:11451–8.
Gao Z, Tang D, Xu M, Chen G, Yang H. Nanoparticle-based pseudo hapten for target-responsive cargo release from a magnetic mesoporous silica nanocontainer. Chem Commun. 2014;50:6256–8.
Zhang B, Liu B, Liao J, Chen G, Tang D. Novel electrochemical immunoassay for quantitative monitoring of biotoxin using target-responsive cargo release from mesoporous silica nanocontainers. Anal Chem. 2013;85:9245–52.
Tang D, Liu B, Niessner R, Li P, Knopp D. Target-induced displacement reaction accompanying cargo release from magnetic mesoporous silica nanocontainers for fluorescence immunoassay. Anal Chem. 2013;85:10589–96.
Zhuang J, Tang D, Lai W, Chen G, Yang H. Immobilization-free programmable hairpin probe for ultrasensitive electronic monitoring of nucleic acid based on a biphasic reaction mode. Anal Chem. 2014;86:8400–7.
Han J, Sudheendra L, Kennedy I. FRET-based homogeneous immunoassay on a nanoparticle-based photonic crystal. Anal Bioanal Chem. 2015;407:5243–7.
Yamanishi C, Chiu J, Takayama S. Systems for multiplexing homogeneous immunoassays. Bioanalysis. 2015;7:1545–56.
Burestedt E, Nistor C, Schagerlof U, Emneus J. An enzyme flow immunoassay that uses β-galactosidase as the label and a cellobiose dehydrogenase biosensor as the label detector. Anal Chem. 2000;72:4171–7.
Teste B, Descroix S. Colloidal nanomaterial-based immunoassay. Nanomedicine. 2012;7:917–29.
Ren K, Wu J, Zhang Y, Yan F, Ju H. Proximity hybridization regulated DNA biogate for sensitive electrochemical immunoassay. Anal Chem. 2014;86:7494–9.
Zhang B, Liu B, Tang D, Niessner R, Chen G, Knopp D. DNA-based hybridization chain reaction for amplified bioelectronic signal and ultrasensitive detection of proteins. Anal Chem. 2012;84:5392–9.
Yan M, Bai W, Zhu C, Huang Y, Yan J, Chen A. Design of nuclease-based target recycling signal amplification in aptasensors. Biosens Bioelectron. 2016;77:613–23.
Liu S, Gong H, Wang Y, Wang L. Label-free electrochemical nucleic acid biosensing by tandem polymerization and cleavage-mediated cascade target recycling and DNAzyme amplification. Biosens Bioelectron. 2016;77:818–23.
Ding X, Wu W, Zhu Q, Zhang T, Jin W, Mu Y. Mixed-dye-based label-free and sensitive dual fluorescence for the product detection of nucleic acid isothermal multiple-self-matching-initiated amplification. Anal Chem. 2015;87:10306–14.
Zhao Y, Chen F, Li Q, Wang L, Fan C. Isothermal amplification of nucleic acids. Chem Rev. 2015;115:12491–545.
Zhou D, Du W, Xi Q, Ge J, Jiang J. Isothermal nucleic acid amplification strategy by cyclic enzymatic repairing for highly sensitive microRNA detection. Anal Chem. 2014;86:6763–7.
Liu B, Chen J, Wei Q, Zhang B, Zhang L, Tang D. Target-regulated proximity hybridization with three-way DNA junction for in situ enhanced electronic detection of marine biotoxin based on isothermal cycling signal amplification strategy. Biosens Bioelectron. 2015;69:241–8.
https://rna.urmc.rochester.edu/software.html. RNA structure, version 5.8, University of Rochester Medical Center.