基于DNA超级大树的电化学适体传感器用于赭曲霉毒素A的检测
基于DNA超级大树的电化学适体传感器是一种新型的生物传感器技术,主要用于检测赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)。赭曲霉毒素A是由某些真菌产生的次生代谢产物,广泛存在于农产品中,如谷物、咖啡、葡萄酒等。OTA具有致癌、肝毒性、致畸、肾毒性及免疫毒性等危害,一旦进入人体后能够在体内累积,对健康构成潜在威胁。 在传统的检测方法中,酶联免疫吸附法(ELISA)、高效液相色谱法(HPLC)、液相色谱-质谱联用检测法(LC-MS)、气相色谱-质谱联用检测法(GC-MS)等是目前常用的检测OTA的技术。然而,这些方法存在某些限制,如检测结果的重现性差、酶稳定性差、成本较高等,给实际操作带来了困难。 为了解决上述问题,本文提出了一种基于DNA超级大树的电化学适体传感器检测方法。该方法利用了非线性杂交连锁反应、磁珠(Magnetic Beads, MBs)分离和印刷电极检测,构建了一种集分析、分离、检测为一体的磁性传感界面。首先将捕获探针精确修饰在磁珠表面,然后加入与之部分互补的OTA适体探针,使两条DNA链在磁珠表面相互杂交,形成磁性传感界面。当样本中存在OTA时,加入模板探针和辅助探针后,将发生适配体结合反应和一系列非线性杂交连锁反应,进而形成DNA纳米“超级大树”。使用磁铁吸附磁珠至印刷电极表面,进行电化学检测。 该传感器的检测限能够达到8fg/mL的极高水平,展现出很高的灵敏度。因为其检测方法具有高效、快速、简便、经济、便携的特点,有望成为一种新的真菌毒素检测手段,从而保障农产品的质量安全。 为了实现上述技术,本文所介绍的技术涉及了DNA纳米技术、适体传感技术、电化学检测技术等多个领域的知识。 DNA纳米技术是通过合成的DNA序列按照特定的结构和功能进行自我组装,构建出具有特定形状和大小的纳米结构。而在这项技术中,构建的DNA超级大树结构则是利用一系列非线性杂交连锁反应实现的,能够将目标分子如赭曲霉毒素A有效地固定在磁珠表面。 适体传感器技术是基于特定适体分子与目标分子之间特异性结合的原理。适体分子是一类通过体外合成的单链核酸分子(例如DNA、RNA或其衍生物),它们能以高亲和力特异性结合到目标分子(例如蛋白质、毒素、小分子药物等)。在这种传感器中,通过修饰在磁珠表面的捕获探针与OTA适体探针相互杂交形成传感界面,实现对OTA的选择性识别和富集。 电化学检测是一种常用的分析方法,通过测量电极表面发生的氧化还原反应电流变化来定量分析待测物质。本研究中的电化学检测部分是将含有目标分子的磁珠吸附至电极表面,通过电极所记录的电流变化来确定目标分子的含量。 基于DNA超级大树的电化学适体传感器技术是一种集成了多种高技术手段的新型检测方法,它能显著提高赭曲霉毒素A检测的灵敏度和准确度,同时提供了一种高效、快速、简便的检测手段,具有很大的应用潜力。
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