功能纳米材料对酶联免疫吸附法（ELISA）的改进研究用于黄曲霉毒素B1的可视化分析检测

In this research, on the basis of functional nanoparticles, a kind of signal label with high stability and sensitivity is proposed for improving ELISA performance, which is supposed to realize the visual detection of AFB1 in food samples. The main contents of the research are listed as follows, 1) Substrate improvement: to specifically bind with the target and capture them from samples by magnetic enrichment, AFB1 aptamers are conjugated to the surface of magnetic beads (MBs) via Schiff base reaction; 2) Signal improvement: to enhance the sensitivity of conventional ELISA, Au-Pt/m-SiO2 with intrinsic peroxidase-like activity (nanoenzyme) act as labels to replace HRP conjugated antibody; 3) Colouring improvement: to solve monochromic problem of TMB/H2O2 system, a new coloring system with multicolor variations is explored, based on which a new visual analytical system can be developed with the enrichment of magnet and the catalysis of nanoenzyme. This method unites effective magnetic substrate, nanoenzyme labelled signal and new colouring agents together to improve the conventional ELISA, which provides a new strategy for the construction of a simple and sensitive detection method. In addition, this strategy can be further applied in the sensitive and rapid detection of trace toxic substance in food and the early diagnosis of critical diseases.

本项目立足于功能纳米材料对酶联免疫吸附法（ELISA）的改进，拟设计一种灵敏稳定的信号探针用于食品中黄曲霉毒素B1的可视化检测。主要研究内容如下：1）基底改进——通过席夫碱反应将AFB1适配体修饰在纳米磁珠的表面，制备特异性识别的磁性基底，实现磁分离和磁富集一体化；2）信标改进——将多孔纳米二氧化硅负载的Au-Pt纳米酶(Au-Pt/m-SiO2)作为酶标记物代替传统ELISA中的HRP酶，以提高传统ELISA的灵敏度；3）显色改进——探索新的显色试剂，解决传统ELISA显色单一性问题，进而构建一种基于磁富集和纳米酶催化的新型可视化检测系统。该方法将磁性基底物、纳米酶标记物和显色新试剂三部分有效结合起来，能够实现对传统ELISA的综合改进，从而提供一种灵敏快速的可视化分析方法。此外，该可视化分析方法有望应用于食品中痕量有害物质的快速检测和重大疾病的早期诊断。

酶联免疫（ELISA）法具有特异性强、操作方法简单、易于商品化和自动化等优点，在食品、生物和环境等相关分析领域占据重要的地位。然而，传统ELISA方法（t-ELISA）灵敏度和准确性不够，这为其在分析领域的应用带来巨大障碍。整体上，t-ELISA面临来自基底吸附、抗体识别、酶标信号和显色试剂等四大部分的限制和挑战，比如基底吸附不牢、抗体识别位阻大、酶标成本高、显色单一。本研究中，我们用功能纳米材料从上述四个部分改进t-ELISA的性能。首先，通过引入HAuCl4/H2O2显色体系来解决显色单一性问题，该体系可以实现显色颜色从紫色到酒红色的变化，通过该显色方法我们完成了对猪圆环2型病毒抗体的可视化检测；然后，利用纳米酶替代自然酶作为酶标物，结果表明该纳米酶制备更简单，且具有更高的催化活性。同TMB/H2O2显色体系相比，HAuCl4/H2O2显色体系可以在检测限上实现两个数量级的提升，这表明纳米酶和HAuCl4/H2O2显色体系在提升t-ELISA的灵敏度上具有很大的优势。基于第一步实验结果，我们将纳米酶、适配体和四氧化三铁纳米磁珠同时使用，用来构建新型免疫吸附检测方法（e-ELISA）对食品中的黄曲霉毒素（AFB1）进行检测。在该工作中，多孔硅铂金纳米复合物（m-SAP）用作酶标信号来代替自然酶，适配体用作识别单元代替抗体，四氧化三铁纳米磁珠用作磁分离基底材料。结果显示，该方法的灵敏度同t-ELISA方法相比灵敏度提高了600倍，同e-ELISA方法相比灵敏度提高了12倍。抗干扰试验和准确度实验进一步表明，该方法具有较好的选择性和准确度。因此，本项目有助于深入理解ELISA的基底吸附、抗体识别、酶标信号和显色的基本原理，利用功能纳米材料进行修饰改进，为提升t-ELISA检测方法提供依据，同时为食品危害物检测和医疗诊断提供潜在应用。

内容获取失败，请点击重试