纳米金增强法实验示意图
表面等离子体子共振(surface plasmonresonance,SPR)技术是一种新兴的快速、无标记、实时及高灵敏的技术, 已被广泛应用于生命科学、食品、环境、案件侦破、材料等领域.
赭曲霉毒素A (ochratoxin A, OTA)是一类由真菌产生的有毒小分子化学物质(MW＜700 Da), 主要是由曲霉和青霉属某些菌株产生, 动物实验证明, 其具有致癌、致畸、神经毒性及免疫毒性, 摄入被其污染的食品会对人体产生危害. 近些年, 已相继报道了SPR 检测OTA 的研究, 但目前国内还未见SPR应用于OTA检测的报道. 这些研究均是基于免疫学方法, 需要使用剧毒的OTA标准品, 检测人员在操作时有一定危险.
近年来研究发现, OTA是赭曲霉产生的一种聚酮衍生次级代谢产物, 虽然OTA的生物合成途径尚未完全确定,但是研究表明真菌中聚酮合成酶基因是合成OTA的条件之一, 并且聚酮合成酶(polyketide synthase, PKS)基因只在OTA合成的初期阶段表达. 通过检测食物中的PKS 基因特异性碱基序列, 则可实现食品安全的“预警作用”, 然而至今为止, 国内外还未见应用SPR检测PKS基因的报道.
目前, SPR检测DNA的方法已经较为成熟. 肖守斌将带巯基头的35s启动子寡聚核苷酸探针修饰到SPR芯片表面, 成功检测了转基因玉米样品. Joung等采用肽氨酸提高灵敏度的方法检测了大肠杆菌O157:H7的16s rRNA, 从而检测了大肠杆菌O157:H7.Jordan等用SPR表征了金膜表面DNA的杂交吸附及DNA表面上链亲和素的固定, 并监测了金膜表面单链DNA和生物素标记的寡核苷酸互补序列的杂交反应.
纳米技术与SPR结合可大幅度提高SPR传感器的检测灵敏度, 其中, 金纳米粒子由于可以和多种生物分子相结合, 易于标记、被标记物的生物功能基本不发生改变、且在检测样品中用量很少等优点而被广泛应用于生物检测.
在以往SPR检测中, 大多是将金纳米粒子标记抗体或抗原来提高检测灵敏度, 湖南农业大学食品科技学院刘霞等人基于双通道表面等离子体子共振(surface plasmon resonance, SPR)传感器, 分别采用直接法和金纳米粒子作为传感层的方法, 通过检测赭曲霉毒素A (ochratoxin A, OTA)合成初期阶段表达的聚酮合成酶(polyketide synthase, PKS)基因的25个特异性碱基的寡核苷酸链, 建立了一种高灵敏、间接检测OTA的新方法. 同时考察了6-巯基己醇(6-mercapto-1-hexanol, MCH)作为封闭液对SPR响应信号的影响. 结果表明, 直接法的检测限为12.5nmol/L,MCH的加入可使响应信号有所增强, 使用金纳米粒子作为传感层的检测下限为0.25 nmol/L, 与直接法相比较灵敏度提高了50倍, 与以往使用金纳米粒子标记抗体或抗原相比, 其作为传感层也能大大提高SPR检测灵敏度, 且操作简单易行.