CN111141903A - 三重同时检测镰刀菌毒素的胶体金免疫层析试纸条、其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了三重同时检测镰刀菌毒素的胶体金免疫层析试纸条、其制备方法和应用,包括:将分别包被有ZEN‑BSA、DON‑BSA、FB1‑BSA的检测线和羊抗鼠IgG抗体的控制线的硝酸纤维素膜、喷涂有FB1、DON、ZEN的单克隆抗体‑胶体金颗粒标记物混合物的结合垫、样品垫和吸水垫按顺序依次粘贴于底板上,组装后切小条得到。本发明将三种镰刀菌毒素的检测整合在一个试纸条上,形成的多通道检测效率高,且所得试纸条特异性好、灵敏度高,操作简单,非专业人员也可使用,满足粮食储存销售机构、出入境检疫、海关、生产企业、监督部门等快速准确地判断FB1、DON和ZEN毒素具体含量的要求,便于基层推广和运用。
Description
技术领域
本发明属于生物检测技术领域,是一种利用纳米金作为信号放大材料且同时检测镰刀菌毒素伏马毒素B1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮的胶体金免疫层析试纸条、其制备方法和应用。
背景技术
真菌毒素是真菌生长过程中产生的代谢产物,被定为自然界存在的危险的食品污染物,常见的真菌毒素主要来源于曲霉菌属(Aspergillus)、青霉菌属(Penicillium)和镰刀菌属(Fusarium),其中镰刀菌生长过程中会产生多种毒素,伏马菌素B1(Fumonisins B1,FB1)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)和玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)均属于镰刀菌属毒素,其在自然界中广泛分布,特别是在谷物中可同时存在,主要污染玉米、小麦、大麦和燕麦等多种农作物及其制品。
不同的镰刀菌具有不同的理化性质和毒理作用,对和动物的健康都会造成一定的影响,可引起不同组织器官、免疫、神经、生殖系统的损伤。伏马菌素被国际癌症研究会划分到2B类-可能的人类致癌物,其中伏马菌素B1的毒性强且污染率高;脱氧雪腐镰刀菌烯醇主要具有细胞毒性、免疫毒性和生殖毒性等,且分急毒性和慢毒性,可引起呕吐、腹泻和发烧等症状;玉米赤霉烯酮毒素可引发人和动物的多种疾病,主要具有生殖毒性、免疫毒性、肝肾毒性和细胞毒性,同时玉米赤霉烯酮对内分泌系统、肿瘤细胞的产生也具有一定的影响,且其分布广泛、残留时间长、难处理,以及其他毒素一起具有增强毒性的现象。
目前,有关镰刀菌素的检测方法主要有两种:色谱法和免疫学方法。色谱法依靠昂贵的仪器和专业的操作人员,免疫学方法相对较简单,但也相对依赖专业人员的操作,免疫学方法中酶联免疫吸附试剂盒已经成功应用于市场中,但操作较复杂,时间较长,依赖专业操作人员和配套的仪器,不适合现场检测。
基于胶体金的免疫层析法能克服上述方法的不足,胶体金免疫层析法同样是利用抗原抗体反应的原理,单克隆抗体-胶体金标记示踪物与固定在硝酸纤维素膜上的抗原或抗体形成复合物被截留聚集而显色,不需要特定的酶和底物显色,也不需要抗原抗体之间的较长时间的物理吸附,简单又快速,仅需根据显色与否判定阴阳性结果,已成功应用于临床医学和食品安全领域,如早早孕检测试纸和瘦肉精检测试纸。但是,商品化的胶体金免疫层析试纸条绝大多数为单一检测,而同时检测三种镰刀菌毒素(FB1、DON和ZEN)的胶体金免疫层析试纸条尚未见报道。因此,从人畜的健康及食品安全的角度出发,建立一种快速、简单、灵敏、易推广的多重检测方法极为必要和迫切。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同时快速检测伏马菌素B1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮的胶体金免疫层析试纸条,该试纸条对FB1、DON和ZEN的特异性好,检测速度快,且简单易操作,非专业人员也可使用。
本发明的另一目的还在于提供上述胶体金免疫层析试纸条的制备方法,将三种毒素的检测整合在一个检测试纸条上,形成多通道检测,只需一次操作即可以同时检测三种毒素,减少使用单一检测方法检测三种毒素带来的人力、物力的损失,提高效率。
本发明的再一目的在于提供上述胶体金免疫层析试纸条的应用,用于谷物中FB1、DON和ZEN毒素含量的检测,满足粮食储存销售机构、出入境检疫、海关、生产企业和监督部门快速准确判断FB1、DON和ZEN毒素含量的要求,便于基层推广和运用。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:
本发明的第一方面,三重同时检测镰刀菌毒素的胶体金免疫层析试纸条,由下到上依次包括底板、硝酸纤维素膜、金标垫、样品垫和吸水垫;其中:
所述三重同时检测的镰刀菌毒素为FB1、DON和ZEN;
所述硝酸纤维素膜按照水平方向依次喷涂包被有羊抗鼠IgG抗体作为控制线(C线)以及ZEN-BSA、DON-BSA和FB1-BSA的各条检测线(依次为T1~T3线);
所述金标垫喷涂有由FB1、DON和ZEN的单克隆抗体-胶体金颗粒标记物按比例混合均匀后的混合物,且喷涂量为10~14μL/cm。
在某些实施方案中,所述金标垫内FB1、DON和ZEN的单克隆抗体-胶体金颗粒标记物体积比为1:2:2。
在某些实施方案中,各条所述检测线和所述控制线之间间隔3.5~4mm。
在某些实施方案中,所述胶体金颗粒的平均粒径为25~30nm。
在某些实施方案中,所述胶体金免疫层析试纸条的宽度为4mm。
本发明的第二方面,上述胶体金免疫层析试纸条的制备方法,包括如下步骤:
⑴合成胶体金颗粒,并分别制备FB1、DON和ZEN的单克隆抗体-胶体金颗粒标记物;
(2)处理样品垫和金标垫,并将上述三种金颗粒标记物混匀后喷至处理后的金标垫上,喷涂量为10~14μL/cm,于37℃真空干燥;
(3)在硝酸纤维素膜上分别喷涂包被ZEN-BSA、DON-BSA、FB1-BSA的检测线和羊抗鼠IgG抗体的控制线,于37℃真空干燥过夜;
(4)将步骤(3)干燥后的硝酸纤维素膜、步骤(2)制备的金标垫、处理后的样品垫和吸水垫按顺序依次粘贴于所述底板上,组装后切小条得到。
步骤⑴中,所述胶体金颗粒的平均粒径为25~30nm,其制备方法包括:将100mL的0.01%HAuCl4溶液加热至沸腾后迅速加入2~2.5mL的1%柠檬酸三钠溶液,搅拌煮沸15min,冷却后加超纯水定容至100mL得到胶体金溶液。
步骤⑴中,所述单克隆抗体-胶体金颗粒标记物的制备方法包括:
①向所述胶体金溶液中加入0.1mol/LK2CO3调节其pH为5.5~7.5;
②向调节过pH的胶体金溶液中分别加入FB1、DON和ZEN单克隆抗体,使其终浓度分别为4ug/mL、4ug/mL和5ug/mL,混合均匀后于37℃静置孵育30min;
③加入10%BSA至其终浓度为0.1%,混匀,于37℃孵育15min;
④12000rpm离心10min,弃上清,沉淀重悬于含4%蔗糖、6%海藻糖、1%BSA和0.05%叠氮钠的金标抗体储液中。
步骤⑵中,所述金标垫的预处理方法为:将金标垫于含质量浓度分别为6%海藻糖、1%BSA和0.5%Tetronic1307的20mM pH7.4的硼酸盐缓冲液中浸泡30min,取出,60℃真空干燥2h;
所述样品垫的预处理方法为:将样品垫于含质量浓度分别为6%海藻糖、1%BSA、0.05%Tetronic1307和0.05%叠氮钠的10mM pH7.4的PBS缓冲液中浸泡30min,取出,60℃真空干燥2h。
步骤⑶中,所述FB1-BSA、DON-BSA、ZEN-BSA和羊抗鼠IgG抗体的浓度均为50~500μg/mL,喷涂量为0.75μL/cm。
本发明的第三方面,上述胶体金免疫层析试纸条同时检测镰刀菌毒素FB1、DON和ZEN的方法,包括以下步骤:
(ⅰ)5g待测样品加入20mL甲醇和水体积比为7:3的萃取液内,于摇床中剧烈震荡30min,静置30min,上清液于6000rpm离心10min,所得上清用0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤,并用10mM PBS缓冲液稀释2.5倍,稀释液于12000rpm离心10min,收集上清,得到样品液;
(ⅱ)取100μL处理后的样品液滴在所述胶体金免疫层析试纸条的样品垫上,15min后观察所述硝酸纤维素膜上各检测线的显色结果。
在某些实施方案中,FB1的检测限为600μg/kg,和
DON的检测限为125μg/kg,和
ZEN的检测限为60μg/kg。
所述胶体金免疫层析试纸条在同时检测谷物中镰刀菌毒素FB1、DON和ZEN的用途,用于同时检测小麦中FB1、DON和ZEN的cut-off值分别为600μg/kg、125μg/kg和60μg/kg。
需要特别说明的是,以上所述百分浓度(%)除特别之处外,均指g/mL。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1、本发明的试纸条特异性好,灵敏度高,同时检测FB1、DON和ZEN时,试纸条的各抗原检测线不与其他抗体发生交叉反应,且不与常见的真菌毒素赭曲霉素A和黄曲霉毒素B1反应。
2、检测结果直观形象,当试纸条三条检测线和一条质控线均显示红色时,说明样品中FB1含量低于600μg/kg,DON含量低于125μg/kg,ZEN含量低于60μg/kg;当仅质控线显示红色,三条检测线不显色时则说明样品中FB1、DON和ZEN含量分别高于600μg/kg、125μg/kg和60μg/kg。
3、本发明将三种毒素的检测整合在一个检测试纸条上,形成多通道检测,检测对象针对性强,准确率高,检测速度快,只需10~15min,且操作简单,不需经培训的专业人员就可使用本发明方法进行检测,满足粮食储存销售机构、出入境检疫、海关、生产企业、监督部门等快速准确地判断FB1、DON和ZEN毒素具体含量的要求,便于基层推广和运用。
附图说明
图1A为本发明中胶体金免疫层析试纸条的结构示意图。
图1B为本发明中胶体金免疫层析试纸条的层析结果示意图。
图2为本发明中胶体金免疫层析试纸条的特异性结果示意图。
具体实施方式
就以下针对的本技术的特定实施方式或者特定用途的说明而言,这些说明仅为示范性质的,并且仅仅提供示例实施方式的简要描述。因此,本发明并不局限于以下所述的具体实施方式。
本发明通过以下实施例作进一步说明。
实施例1 制备同时检测三种镰刀菌素胶体金免疫层析试纸条
1、胶体金的制备。1g氯金酸溶解于100mL超纯水中(质量分数1%),取1mL 1%氯金酸溶液至100mL超纯水中加热至沸腾,之后迅速加入2~2.5mL的1%柠檬酸三钠水溶液,搅拌煮沸至溶液颜色变成酒红色,继续保持搅拌加热10min,冷却后加超纯水定容至100mL,得到25~30nm的胶体金溶液。
2、FB1、DON和ZEN的单克隆抗体-金颗粒标记物(金标抗体)的制备。向胶体金溶液中加入0.1mol/LK2CO3调节其pH为5.5~7.5,再分别加入FB1、DON和ZEN单克隆抗体使其终浓度分别为4、4和5ug/mL,混匀,于37℃孵育30min,然后加入10%BSA至其终浓度为0.1%,混匀,于37℃孵育15min,12000rpm离心10min,弃上清,将沉淀分别重悬于含4%蔗糖、6%海藻糖、1%BSA和0.05%叠氮钠的金标抗体储液中,于4℃储存备用。
3、金标抗体喷涂至金标垫上。将金标垫于含6%海藻糖、1%BSA、0.5%Tetronic1307的20mM硼酸盐缓冲液(pH7.4)中浸泡30min,取出后60℃真空干燥2h,然后制备好的FB1、DON和ZEN金标抗体按体积比1:2:2混合均匀后喷涂到金标垫上,喷涂量为10~14μL/cm,37℃真空干燥2h。
4、硝酸纤维素膜上包被抗原。将浓度为50μg/mL的FB1-BSA、100μg/mLDON-BSA、300μg/mLZEN-BSA和500μg/mL羊抗鼠IgG抗体按照水平顺序分别各喷涂在同一硝酸纤维素膜上,各检测线和控制线之间间隔3.5~4mm,喷涂量均为0.75μL/cm,37℃真空干燥过夜。
5、组装试纸条。先将样品垫于含6%海藻糖、1%BSA、0.05%Tetronic1307和0.05%叠氮钠的10mM pH7.4的PBS缓冲液中浸泡30min,取出后于60℃真空干燥2h。
如图1A所示,胶体金免疫层析试纸条由下到上依次包括底板、硝酸纤维素膜、金标垫、样品垫和吸水垫;其中,底板提供组装平台,硝酸纤维素膜上喷涂羊抗鼠IgG抗体作为C线,FB1-BSA喷涂T3线,DON-BSA喷涂T2线,ZEN-BSA喷涂T1线;金标垫喷有FB1、DON和ZEN三种金标抗体混匀后的金标抗体混合物,样品垫提供待测样品加入的位置。按顺序依次将硝酸纤维素膜、吸水纸、金标垫和样品垫粘贴在底板上,然后切成4mm的宽度。
实施例2 待测样品检测与结果分析
5g待测样品加入20mL甲醇和水体积比为7:3的萃取液内,于摇床中剧烈震荡30min,静置30min,上清液于6000rpm离心10min,所得上清用0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤,并用10mM PBS缓冲液稀释2.5倍,稀释液于12000rpm离心10min,收集上清,得到样品液,再取100μL处理后的样品液滴在实施例1制备的胶体金免疫层析试纸条的样品垫上,毛细效应的作用下待测样品液体的层析方向向上,15min后观察其硝酸纤维素膜上各检测线(T1~T3线)的显色结果。
如图1B所示,1为FB1、DON和ZEN含量分别低于600μg/kg、125μg/kg和60μg/kg,2为FB1、DON和ZEN含量分别高于600μg/kg、125μg/kg和60μg/kg,3说明检测样品中含有FB1和DON,但不含ZEN;4说明检测样品中含有FB1和ZEN,但不含DON,5说明检测样品中含有DON和ZEN,但不含FB1。进一步说明三种镰刀菌素FB1、DON和ZEN相互间也不会发生交叉反应。而且上述方法可直接检测样品中FB1、DON和ZEN,不需要专业培训,操作方便、简单、快速,10~15min即可获得结果,能快速简便地进行现场大批量检测。
实施例3 特异性分析实验
按照实施例2中的方法将赭曲霉毒素A和黄曲霉毒素B1用于实施例1中胶体金免疫层析试纸条的检测中,均出现红色条带,表明试纸条特异性良好,与赭曲霉毒素A和黄曲霉毒素B1无交叉反应。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的产品和制备方法,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.三重同时检测镰刀菌毒素的胶体金免疫层析试纸条,其特征在于,该试纸条由下到上依次包括底板、硝酸纤维素膜、金标垫、样品垫和吸水垫;其中:
所述三重同时检测的镰刀菌毒素为伏马菌素B1(FB1)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和玉米赤霉烯酮(ZEN);
所述硝酸纤维素膜按照水平方向依次喷涂包被有羊抗鼠IgG抗体作为控制线和ZEN-BSA、DON-BSA、FB1-BSA的各条检测线;
所述金标垫喷涂有由FB1、DON和ZEN的单克隆抗体-胶体金颗粒标记物按比例混合均匀后的混合物,且喷涂量为10~14μL/cm。
2.根据权利要求1所述的胶体金免疫层析试纸条,其特征在于,所述胶体金颗粒的平均粒径为25~30nm。
3.根据权利要求1所述的胶体金免疫层析试纸条,其特征在于,所述试纸条的宽度为4mm,和/或所述各条检测线和所述控制线之间间隔3.5~4mm。
4.权利要求1至3任一项所述胶体金免疫层析试纸条的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
⑴合成胶体金颗粒,并分别制备FB1、DON和ZEN的单克隆抗体-胶体金颗粒标记物;
(2)预处理样品垫和金标垫,并将上述三种金颗粒标记物按比例混合均匀后喷涂至预处理后的金标垫上,喷涂量为10~14μL/cm,于37℃真空干燥;
(3)在硝酸纤维素膜上按照水平顺序分别喷涂包被ZEN-BSA、DON-BSA、FB1-BSA的检测线和羊抗鼠IgG抗体的控制线,于37℃真空干燥;
(4)将步骤(3)干燥后的硝酸纤维素膜、步骤(2)干燥后的金标垫、处理后的样品垫和吸水垫按顺序依次粘贴于所述底板上,组装后切小条得到。
5.根据权利要求4所述胶体金免疫层析试纸条的制备方法,其特征在于,步骤⑴中,所述胶体金颗粒的制备方法包括:将100mL的0.01wt.%HAuCl4溶液加热至沸腾后迅速加入2~2.5mL的1wt.%柠檬酸三钠溶液,搅拌煮沸15min,冷却后加超纯水定容至100mL,得到胶体金溶液;和
所述单克隆抗体-胶体金颗粒标记物的制备方法包括:
①向上述胶体金溶液中加入0.1mol/LK2CO3调节其pH为5.5~7.5;
②向调节过pH的胶体金溶液中分别加入FB1、DON和ZEN单克隆抗体,使其终浓度分别为4ug/mL、4ug/mL和5ug/mL,混合均匀后于37℃静置孵育30min;
③加入10%BSA至其终浓度为0.1%,混匀后于37℃孵育15min;
④12000rpm离心10min,弃上清,沉淀重悬于含4%蔗糖、6%海藻糖、1%BSA和0.05%叠氮钠的金标抗体储液中。
6.根据权利要求4所述胶体金免疫层析试纸条的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述金标垫的预处理方法为:将金标垫于含质量浓度分别为6%海藻糖、1%BSA和0.5%Tetronic1307的20mM pH7.4的硼酸盐缓冲液中浸泡30min,取出,60℃真空干燥2h;和/或
所述样品垫的预处理方法为:将样品垫于含质量浓度分别为6%海藻糖、1%BSA、0.05%Tetronic1307和0.05%叠氮钠的10mM pH7.4的PBS缓冲液中浸泡30min,取出,60℃真空干燥2h。
7.根据权利要求4所述胶体金免疫层析试纸条的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述FB1-BSA、DON-BSA、ZEN-BSA和羊抗鼠IgG抗体的浓度均为50~500μg/mL,喷涂量均为0.75μL/cm。
8.权利要求1至3任一项所述胶体金免疫层析试纸条同时检测镰刀菌毒素FB1、DON和ZEN的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(ⅰ)5g待测样品加入20mL甲醇和水体积比为7:3的萃取液内,于摇床中剧烈震荡30min,静置30min,上清液于6000rpm离心10min,所得上清用0.22μm聚四氟乙烯滤膜过滤,并用10mM PBS缓冲液稀释2.5倍,稀释液于12000rpm离心10min,收集上清,得到样品液;
(ⅱ)取100μL处理后的样品液滴在权利要求1至3任一项所述胶体金免疫层析试纸条的样品垫上,15min后观察所述硝酸纤维素膜上各条线的显色结果;
其中,FB1的检测限为60ng/mL,和
DON的检测限为12.5ng/mL,和
ZEN的检测限为6ng/mL。
9.权利要求1至3任一项所述胶体金免疫层析试纸条在同时检测谷物中镰刀菌毒素FB1、DON和ZEN的用途。
10.根据权利要求9所述的用途,其特征在于,权利要求1至3任一项所述胶体金免疫层析试纸条同时检测小麦中FB1、DON和ZEN的cut-off值分别为600μg/kg、125μg/kg和60μg/kg。
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SILU HOU, ET AL.: "One-step rapid detection of fumonisin B 1 , dexyonivalenol and zearalenone in grains.", 《FOOD CONTROL》 * |
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---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200512 |