Разработан новый биосенсор для обнаружения токсинов плесени в продуктах
28 февраля 2025 г.
Ученые Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН совместно с Институтом общей физики им. А. М. Прохорова РАН разработали новое покрытие для стеклянных интерферометрических сенсорных чипов.
Разработка позволяет прочно закреплять биомолекулы на их поверхности для определения содержания токсинов плесени – микотоксинов – в продуктах питания с высокой чувствительностью и специфичностью. Результаты опубликованы в Biosensors.
Афлатоксин B1 – особо опасный микотоксин, являющийся продуктом жизнедеятельности патогенных плесневых грибов Aspergillus flavus. Он вызывает онкологические заболевания, нарушения репродуктивной системы и подавляет общий иммунитет человека при употреблении зараженной продукции. Его воздействие начинает проявляться уже при очень малых концентрациях – порядка нескольких микрограммов на килограмм продукта, поэтому важно развивать высокочувствительные методы его определения.
Для определения содержания микотоксинов в продуктах питания и сельскохозяйственных культурах, а также маркеров широкого ряда заболеваний в крови и прочих биологических жидкостях применяются спектрально-корреляционные интерферометрические методы исследования. В них используются стеклянные сенсорные чипы, представляющие собой стеклянные подложки, модифицированные биомолекулами. Само по себе стекло не способно прочно связываться с антителами, поэтому его поверхность необходимо специальным образом модифицировать. Давно известно высокое сродство соединений олова к стеклу, а также способность олова образовывать прочные связи с серой, которая содержится в аминокислоте цистеине, присутствующей в белках. Ученые лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН модифицировали поверхность стекла оловосодержащими функциональными группами посредством контролируемого гидролиза хлорида олова.
Модифицированные таким образом стеклянные подложки способны прочно связывать конъюгаты афлатоксин B1 – овальбумин. Иммобилизованные на поверхности сенсорного чипа конъюгаты способны связываться по принципу «антиген-антитело» с антителами к афлатоксину B1. Связывание антител с поверхностью приводит к изменению оптических свойств тонкого приповерхностного слоя сенсорного чипа; регистрируя данные изменения с помощью спектрально-корреляционной интерферометрии, можно определять содержание антител. Присутствующий в анализируемом растворе афлатоксин B1 связывается с антителами, тем самым уменьшая их связывание с конъюгатами афлатоксин B1 – овальбумин на поверхности стеклянного сенсорного чипа.
Предложенный учеными ГЕОХИ РАН метод модификации стекла отличается быстротой, простотой, доступностью используемых реагентов и дешевизной. Разработанная совместно с учеными ИОФ РАН аналитическая методика на основе модифицированных соединениями олова стеклянных сенсорных чипов позволяет с высокой производительностью и чувствительностью определять афлатоксин B1 в кукурузной муке в концентрациях от 26 пг/мл.
Источник: ГЕОХИ РАН.
Метки: ГЕОХИ РАН