CN106872460A - 一种赭曲霉素a的检测方法及检测试剂盒 - Google Patents
一种赭曲霉素a的检测方法及检测试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种赭曲霉素A的检测方法及检测试剂盒。本发明以赭曲霉素A的核酸适体为分子识别元件,如果待检测体系中含有赭曲霉素A时,通过赭曲霉素A的激活,形成具有催化功能的核酸,可不断循环切割底物序列,达到信号放大的目的。结合胶体金颜色变化,可实现肉眼直接观察来检测赭曲霉素A。本发明具有较高的灵敏度,对赭曲霉素A的检测限为10 pg/mL,检测具有很好的特异性,常见干扰物对检测不产生影响。本发明以胶体金为信号报告分子,检测结果直接肉眼可见,无需使用任何检测仪器,操作简单,成本低廉,适于大范围应用于基层筛查赭曲霉素A污染情况。
Description
技术领域
本发明属于生物毒素检测领域,涉及一种赭曲霉素A的检测方法及检测试剂盒。
背景技术
赭曲霉素A(Ochratoxin A,OTA)是一类真菌毒素,是曲霉素和青霉素的某些菌种产生的有毒代谢产物,具有很强的致畸、致癌、致突变性,广泛存在于各种食物中,包括谷类、豆类及豆制品、干果、咖啡及咖啡豆和酒类等。
鉴于赭曲霉素A的危害性和广泛分布,发展一种快速、灵敏的检测赭曲霉素A的方法在食品安全和环境健康等方面具有重要的意义。传统的检测方法主要包括薄层层析法(TLC)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱法(GC)和质谱法等,但这些方法所使用仪器昂贵,费时,对样品的预处理时间长,难以实现快速检测。因此,迫切需要建立一种新型赭曲霉素A检测方法,并使检测过程无需使用检测仪器,简化操作,缩减成本,便于携带,以实现现场分析和高通量筛查。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明的目的在于利用具有催化功能的核酸循环放大信号,建立一种可视化赭曲霉素A的检测方法及检测试剂盒。
本发明所采取的技术方案是:
一种赭曲霉素A的检测试剂盒,包括以下成分:
茎环结构核酸序列H1:具有A 区域、B 区域和C区域,其中A是赭曲霉素A的核酸适体,能与赭曲霉素A特异性结合;B是具有催化功能的核酸序列,C与A的部分序列互补,形成茎环结构的茎结构;此时,B位于茎环结构的环结构中,其催化功能被抑制;在H1溶液中加入赭曲霉素A;赭曲霉素A与H1的A相互作用,打开H1的茎环结构,使H1的B暴露出来,形成具有催化功能的核酸;
底物序列H2:具有D 区域、识别位点和E区域,其中识别位点的核酸为TrAG,被B识别和切割,其中切割位点为rA;D和E临接识别位点的区域中各有至少6个碱基与H1的B互补,D和E远离识别位点的区域至少有6个碱基互补,形成茎环结构的茎结构;
F序列修饰的胶体金1:F序列与胶体金之间通过连接臂连接,F与E的一端互补;
G序列修饰的胶体金2:G序列与胶体金之间通过连接臂连接,G与E的另一端互补;
缓冲液中含有Mg2+和Ca2+。
其中,只有Mg2+存在,核酸才能发挥催化功能。只有Ca2+存在,赭曲霉素A才能与核酸适体相互作用。
优选的,H1茎环结构中,C与A的部分序列互补,互补的碱基数为8-11个,形成茎结构。
优选的,H1茎环结构中,C与A的部分序列互补,互补的碱基数为9个,形成茎结构。
优选的,H2茎环结构中,D和E互补的碱基数为6-10个,进一步优选为8个。
优选的,D区域的碱基数为16-22个。
优选的,D区域的碱基数为18个。
优选的,E区域的碱基数为18-22个。
优选的,E区域的碱基数为20个。
优选的,D和E临接识别位点的区域中与H1的B互补的碱基数为6-8个。
优选的,F和G与胶体金之间的连接臂序列为AAAAAA,连接臂末端通过巯基SH与胶体金相连。
其中AAAAAA可以防止胶体金的空间位阻效应影响核酸杂交。
优选的,F和G的碱基数为9-12个。
优选的,缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 包括下列成分120 mM NaCl, 5 mMKCl, 20 mM CaCl2,15 mM MgCl2。
优选的,所述的检测试剂盒包括下列成分:
茎环结构核酸序列H1:3'-ACAGGCTACGAGGGAAATGCGGTGGGTGTGGGCTAG-TCTCATTGTACCCAC TTGGACCAATTAGCGACTATAG-CTAGCCCAC-5'(SEQ ID NO:1);
底物序列H2:5'-GCTGGACTATTCAGAGTA-TrAG-GATATCTAACTGAGTCCAGC-3'(SEQ ID NO:2);
F序列修饰的胶体金1,其核酸序列为:3'-SH-AAAAAA-CTATAGATTG-5'(SEQ ID NO:3);
G序列修饰的胶体金2,其核酸序列为:5'-SH-AAAAAA-GCTGGACTCA-3'(SEQ ID NO:4);
缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 包括下列成分120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mMCaCl2,15 mM MgCl2。
一种赭曲霉素A的检测方法,是利用前面任一项所述的检测试剂盒来进行赭曲霉素A的检测。
在H1溶液中加入待测溶液,如果待测溶液中存在赭曲霉素A;赭曲霉素A与H1的A相互作用,打开H1的茎环结构,使H1的B暴露出来,形成具有催化功能的核酸。
在反应体系中加入底物H2,H1的B在H2的识别位点(rA)切割底物H2,使H2的D和E序列分离。同时H1又可以循环进入下一轮的切割反应,不断切割H2,不断使H2的D和E序列分离。
加入F序列修饰的胶体金1(AuNPs1)和G序列修饰的胶体金2(AuNPs2),E序列与F和G互补,从而拉近AuNPs1和AuNPs2的距离,使红色的胶体金变成蓝色。通过观察颜色变化即可达到检测赭曲霉素A的目的。
如果体系中没有赭曲霉素A,催化功能的核酸序列无法暴露,H2无法被切割,胶体金无法变色。
本发明的有益效果是:
本发明通过赭曲霉素A的激活,形成具有催化功能的核酸,可不断循环切割底物序列,达到信号放大的目的。结合胶体金颜色变化,可实现肉眼直接观察来检测赭曲霉素A。
本发明具有较高的灵敏度,对赭曲霉素A的检测限为10 pg/mL,检测具有很好的特异性,常见干扰物对检测不产生影响。
本发明操作简单,无需任何检测仪器,检测结果直接肉眼可见,成本低廉,经济便宜,响应迅速,适于大范围应用于基层筛查赭曲霉素A污染情况。
附图说明
图1为本发明所述检测方法原理图;
图2为对不同浓度赭曲霉素A检测结果图;
图3为特异性实验结果图。
具体实施方式
一种赭曲霉素A的检测试剂盒,包括以下成分:
茎环结构核酸序列H1:具有A 区域、B 区域和C区域,其中A是赭曲霉素A的核酸适体,能与赭曲霉素A特异性结合;B是具有催化功能的核酸序列,C与A的部分序列互补,形成茎环结构的茎结构;此时,B位于茎环结构的环结构中,其催化功能被抑制;在H1溶液中加入赭曲霉素A;赭曲霉素A与H1的A相互作用,打开H1的茎环结构,使H1的B暴露出来,形成具有催化功能的核酸;
底物序列H2:具有D 区域、识别位点和E区域,其中识别位点的核酸为TrAG,被B识别和切割,其中切割位点为rA;D和E临接识别位点的区域中各有至少6个碱基与H1的B互补,D和E远离识别位点的区域至少有6个碱基互补,形成茎环结构的茎结构;
F序列修饰的胶体金1:F序列与胶体金之间通过连接臂连接,F与E的一端互补;
G序列修饰的胶体金2:G序列与胶体金之间通过连接臂连接,G与E的另一端互补;
缓冲液中含有Mg2+和Ca2+。
其中,只有Mg2+存在,核酸才能发挥催化功能。只有Ca2+存在,赭曲霉素A才能与核酸适体相互作用。
优选的,H1茎环结构中,C与A的部分序列互补,互补的碱基数为8-11个,形成茎结构。
优选的,H1茎环结构中,C与A的部分序列互补,互补的碱基数为9个,形成茎结构。
优选的,H2茎环结构中,D和E互补的碱基数为6-10个,进一步优选为8个,形成茎结构。
优选的,D区域的碱基数为16-22个。
优选的,D区域的碱基数为18个。
优选的,E区域的碱基数为18-22个。
优选的,E区域的碱基数为20个。
优选的,D和E临接识别位点的区域中与H1的B互补的碱基数为6-8个。
优选的,F和G与胶体金之间的连接臂序列为AAAAAA,连接臂末端通过巯基SH与胶体金相连。
其中AAAAAA可以防止胶体金的空间位阻效应影响核酸杂交。
优选的,F和G的碱基数为9-12个。
优选的,缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 包括下列成分120 mM NaCl, 5 mMKCl, 20 mM CaCl2,15 mM MgCl2。
优选的,所述的检测试剂盒包括下列成分:
茎环结构核酸序列H1:3'-ACAGGCTACGAGGGAAATGCGGTGGGTGTGGGCTAG-TCTCATTGTACCCAC TTGGACCAATTAGCGACTATAG-CTAGCCCAC-5'(SEQ ID NO:1);
底物序列H2:5'-GCTGGACTATTCAGAGTA-TrAG-GATATCTAACTGAGTCCAGC-3'(SEQ ID NO:2);
F序列修饰的胶体金1,其核酸序列为:3'-SH-AAAAAA-CTATAGATTG-5'(SEQ ID NO:3);
G序列修饰的胶体金2,其核酸序列为:5'-SH-AAAAAA-GCTGGACTCA-3'(SEQ ID NO:4);
缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 包括下列成分120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mMCaCl2,15 mM MgCl2。
一种赭曲霉素A的检测方法,是利用前面任一项所述的检测试剂盒来进行赭曲霉素A的检测。
在H1溶液中加入待测溶液,如果待测溶液中存在赭曲霉素A;赭曲霉素A与H1的A相互作用,打开H1的茎环结构,使H1的B暴露出来,形成具有催化功能的核酸。
在反应体系中加入底物H2,H1的B在H2的识别位点(rA)切割底物H2,使H2的D和E序列分离。同时H1又可以循环进入下一轮的切割反应,不断切割H2,不断使H2的D和E序列分离。
加入F序列修饰的胶体金1(AuNPs1)和G序列修饰的胶体金2(AuNPs2),E序列与F和G互补,从而拉近AuNPs1和AuNPs2的距离,使红色的胶体金变成蓝色。通过观察颜色变化即可达到检测赭曲霉素A的目的。
如果体系中没有赭曲霉素A,催化功能的核酸序列无法暴露,H2无法被切割,胶体金无法变色(反应原理见图1)。
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明,但不限于此。
实施例1
一种赭曲霉素A的检测方法按照如下步骤进行:
(1)用缓冲液(10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mM CaCl2,15 mMMgCl2)充分溶解H1(500 nM),加入不同浓度的赭曲霉素A,充分混匀,室温反应30分钟。
(2)加入H2,充分混匀,室温反应90分钟。
(3)同时加入AuNPs1和AuNPs2,充分混匀,室温放置15分钟,观察颜色变化。通过颜色变化判断检测体系中是否存在赭曲霉素A。
实施例2
一种赭曲霉素A的检测试剂盒包括以下成分:
(1)茎环结构序列H1,序列如下:
H1:3'-ACAGGCTACGAGGGAAATGCGGTGGGTGTGGGCTAG(A)-TCTCATTGTACCCACTTGGACCAATTAGCGACTATAG(B)-CTAGCCCAC(C)-5'(SEQ ID NO:1);
(2)底物序列H2,序列如下:
H2: 5'-GCTGGACTATTCAGAGTA(D)-TrAG-GATATCTAACTGAGTCCAGC(E)-3'(SEQ ID NO:2);
(3)F序列修饰的胶体金1(AuNPs1):
AuPNs1: 3'-SH-AAAAAA-CTATAGATTG(F)-5'(SEQ ID NO:3);
(4)G序列修饰的胶体金2(AuNPs2):
AuPNs2: 5'-SH-AAAAAA-GCTGGACTCA(G)-3'(SEQ ID NO:4);
(5)缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mM CaCl2,15mM MgCl2。
实施例3
对不同浓度赭曲霉素A的检测:
配制赭曲霉素A标准溶液,浓度分别为10 pg/mL,100 pg/mL,1 ng/mL,10 ng/mL和100ng/mL,4℃避光保存。
将不同浓度的赭曲霉素A溶液分别加到实施例1中所述的反应体系中,充分反应后观察实验结果,如图2所示,10 pg/mL的赭曲霉素A可产生明显的蓝色变化,说明其检测限为10 pg/mL。随着赭曲霉素A浓度的增加,蓝色强度增加,并逐渐趋于饱和。
实施例4
特异性实验:
配制浓度为100 ng/mL的不同干扰物标准溶液,分别是赭曲霉素B,黄曲霉毒素B1,黄曲霉毒素M1,玉米赤霉烯酮和双酚A。
将100 ng/mL的不同干扰物标准溶液和1 npg/mL 赭曲霉素A标准溶液分别加到实施例1中所述的反应体系中,充分反应后观察颜色变化,如图3所示,100 ng/mL的赭曲霉素B,黄曲霉毒素B1,黄曲霉毒素M1,玉米赤霉烯酮和双酚A仍然保持红色,对检测不产生影响。只有当加入赭曲霉素A后才会产生蓝色变化,这证明该方法对赭曲霉素A的检测具有很好的特异性。
实施例5
回收率实验:
在玉米样品中添加不同浓度的OTA标准品(100 pg/mL,1 ng/mL, 10 ng/mL),充分混匀后用实施例1中所述的方法进行检测,检出浓度分别为96 pg/mL,0.94 ng/mL, 10.3 ng/mL,对应的回收率分别为96%、94%以及103%,回收率范围为94%-103%,能满足实际样品检测需求。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
<110> 广东省生态环境技术研究所
<120> 一种赭曲霉素A的检测方法及检测试剂盒
<130>
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 82
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
acaggctacg agggaaatgc ggtgggtgtg ggctagtctc attgtaccca cttggaccaa 60
ttagcgacta tagctagccc ac 82
<210> 2
<211> 42
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
gctggactat tcagagtatr aggatatcta actgagtcca gc 42
<210> 3
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 3
aaaaaactat agattg 16
<210> 4
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 4
aaaaaagctg gactca 16
Claims (10)
1.一种赭曲霉素A的检测试剂盒,其特征在于,包括以下成分:
茎环结构核酸序列H1:具有A 区域、B 区域和C区域,其中A是赭曲霉素A的核酸适体,能与赭曲霉素A特异性结合;B是具有催化功能的核酸序列,C与A的部分序列互补,形成茎环结构的茎结构;
底物序列H2:具有D 区域、识别位点和E区域,其中识别位点的核酸为TrAG,被B识别和切割,D和E临接识别位点的区域中各有至少6个碱基与H1的B互补,D和E远离识别位点的区域至少有6个碱基互补,形成茎环结构的茎结构;
F序列修饰的胶体金1:F序列与胶体金之间通过连接臂连接,F与E的一端互补;
G序列修饰的胶体金2:G序列与胶体金之间通过连接臂连接,G与E的另一端互补;
缓冲液中含有Mg2+和Ca2+。
2.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:H1茎环结构中,C与A的部分序列互补,互补的碱基数为8-11个,形成茎结构。
3.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:H2茎环结构中,D和E互补的碱基数为6-10个。
4.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:D区域的碱基数为16-22个。
5.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:E区域的碱基数为18-22个。
6.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:F和G与胶体金之间的连接臂序列为AAAAAA,连接臂末端通过巯基SH与胶体金相连。
7.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:F和G的碱基数为9-12个。
8.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH8.5, 包括下列成分120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mM CaCl2,15 mM MgCl2。
9.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征在于:包括下列成分:
茎环结构核酸序列H1:3'-ACAGGCTACGAGGGAAATGCGGTGGGTGTGGGCTAG-TCTCATTGTACCCAC TTGGACCAATTAGCGACTATAG-CTAGCCCAC-5';
底物序列H2:5'-GCTGGACTATTCAGAGTA-TrAG-GATATCTAACTGAGTCCAGC-3';
F序列修饰的胶体金1,其核酸序列为:3'-SH-AAAAAA-CTATAGATTG-5';
G序列修饰的胶体金2,其核酸序列为:5'-SH-AAAAAA-GCTGGACTCA-3';
缓冲液为10 mM Tris-HCl, pH 8.5, 包括下列成分120 mM NaCl, 5 mM KCl, 20 mMCaCl2,15 mM MgCl2。
10.一种赭曲霉素A的检测方法,其特征在于:利用权利要求1-9所述任一项的检测试剂盒来进行赭曲霉素A的检测。
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CN106872460B (zh) | 2019-10-18 |
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