JP7455442B1 - Nh2-mil-53に基づくアフラトキシンb1の検出方法 - Google Patents
Nh2-mil-53に基づくアフラトキシンb1の検出方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】NH2-MIL-53(Al)は、AlCl3・6H2Oを超純水に溶解させ、撹拌しながらNH2-BDCを加え、その後、撹拌しながら尿素水溶液を加え、150℃で5時間維持した後、室温まで自然冷却することによって、黄色固体を得る。本発明により調製されたNH2-MIL-53(Al)は、AFB1に対して良好な感度と選択性を有し、静電紡糸ナノ繊維薄膜に蛍光プローブを担持させることにより、携帯可能なフレキシブル・センサーを調製する。フレキシブル・センサーをスマートフォンに成功的に組み合わせることにより、検出コストと時間を大幅に削減し、現場でのAFB1の定性認識と定量検出に有望な方法を提供する。
【選択図】なし
Description
[発明の概要]
[課題を解決するための手段]
(1)AlCl3・6H2Oを超純水に溶解し、撹拌しながらNH2-BDCを加え、撹拌して「溶液1」を得るステップ、
(2)尿素を超純水に溶解させ、「溶液2」を得るステップ、
(3)「溶液2」を、継続して撹拌しながら「溶液1」にゆっくり加え、均一に撹拌し、150℃で5時間維持した後、室温まで自然冷却し、黄色固体を得るステップ、
(4)黄色固体を脱イオン水で3回洗浄して遠心分離し、黄色固体をDMFに分散させ、懸濁液を室温の暗所で24時間撹拌し、その後、遠心分離してDMFを除去し、上記固体をメタノールに分散させ、室温の暗所で24時間撹拌し、その後、遠心分離してメタノールを除去するステップ、および
(5)ステップ(4)で洗浄した後の生成物を50℃で24時間真空乾燥することによって、NH2-MIL-53(Al)粉末を得るステップを含む。
上記のNH2-MIL-53(Al)粉末およびポリアクリロニトリル(PAN)を取ってDMFに溶解し、90℃で2時間激しく撹拌して、NH2-MIL-53(Al)/PAN溶液を得るステップと、NH2-MIL-53(Al)/PAN溶液を使い捨て針管に装填し、静電紡糸装置に入れて紡糸するステップとを含む。
本願は、AFB1検出するための低濃度のアルミニウム有機金属骨格に基づく蛍光検出プラットフォームを提供する。具体的には、NH2-MIL-53(Al)を蛍光プラットフォームとして用いる。NH2-MIL-53(Al)は水溶液の中で呼吸作用と安定性を有する。アミノ基は、水素結合、酸塩基効果および配位結合などの様々な分子間の相互作用を介して、AFB1と相互作用することができる。NH2-MIL-53(Al)のAFB1に対する感度と選択性は、食品中のAFB1を迅速に検出する新しい方法を提供する。また、静電紡糸ナノ繊維薄膜に蛍光プローブを担持させることにより、携帯可能なフレキシブル・センサーを調製する。フレキシブル・センサーをスマートフォンに成功的に組み合わせることにより、検出コストと時間を大幅に削減し、現場でのAFB1の定性認識と定量検出に有望なの方法を提供する。
NH2-MIL-53(Al)は、以下のステップによって調製される。
1.448gのAlCl3・6H2Oを30mLの超純水に溶解させ、磁気で撹拌しながら1.088gのNH2-BDCを加え、30分間撹拌して「溶液1」を得る。別の容器に0.576gの尿素を10mLの超超純水に溶解させ、「溶液2」を得る。「溶液2」を室温で30分間継続して撹拌しながら「溶液1」にゆっくり加える。混合物をポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ライナーの反応釜に移し、150℃で5時間維持する。その後、それを室温まで自然冷却する。黄色固体を脱イオン水で3回洗浄し、遠心分離(12000rpm、10分間)により分離する。黄色固体を40mLのDMFに分散させ、懸濁液を室温の暗所で24時間撹拌する。その後、遠心分離によりDMFを除去する。上記の固体を40mLのメタノールに分散し、室温の暗所で24時間撹拌する。その後、遠心分離によりメタノールを除去する。最後に、生成物を50℃で24時間真空乾燥させ、NH2-MIL-53(Al)粉末を得る。
NH2-MIL-53(Al)を担持した静電紡糸ナノ繊維膜は、以下のステップによっての調製される。
アフラトキシンB1の検出におけるNH2-MIL-53(Al)の応用
実施例1で調製された5mgのNH2-MIL-53(A1)を、室温で10mLのPBS(0.01M、pH=7.4)に分散させ、5分間超音波処理した。希釈した後、0.55μg/mLのNH2-MIL-53(A1)分散液を調製し、検出待ちのサンプルをNH2-MIL-53(A1)分散液に加え、室温で5分間インキュベートした後、330nmの励起下で、430nmにおける混合溶液の蛍光強度を記録した。蛍光強度とAFB1濃度の標準曲線を照合することによって、検出待ちのサンプルにおけるアフラトキシンB1の含量を計算して得る。
アフラトキシンB1の検出におけるNH2-MIL-53(Al)ナノ繊維膜の応用
NH2-MIL-53(Al)ナノ繊維を直径が1cmの円盤状に切断した。異なる濃度のAFB1溶液を15μL滴下した。5分後に、365nmの紫外ランプを照射下で、ナノ繊維の蛍光写真をスマートフォンで撮影した。これらの写真のGとBデータを色認識APPで迅速に取得し、G/Bの値を計算し、それをG/BとAFB1濃度の関係の線形曲線(図11のように、線形範囲は0~30μMで、検出限界は29.2ppb)に代入し、この物質におけるAFB1濃度を計算して得る。
NH2-MIL-53(Al)の特異性
実施例1で調製された5mgのNH2-MIL-53(A1)を10mLのPBS(0.01M、pH=7.4)に分散させ、5分間超音波処理した。希釈した後、0.55μg/mLのNH2-MIL-53(A1)分散液を調製し、蛍光実験に用いた。その後、900μLの分散液に100μMのAFB1溶液を50μL加えることによって、AFB1の最終濃度を5μMにするか、900μLの分散液に妨害物質を加えることによって、オクラトキシン(OTA)、ゼアラレノン(ZEN)の濃度が5μMになり、他の妨害物質の濃度が200μMになる。前記妨害物質は、オクラトキシン(OTA)、ゼアラレノン(ZEN)Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Hg2+、Co2+、Fe3+、Al3+、Ba2+、アスコルビン酸(AA)、没食子酸(GA)、アスパラギン酸(Asp)、トリプトファン(Try)、L-リジン(Lys)、L-システイン(Cys)、L-グルタミン酸(Glu)、グルコース(GL)、ショ糖(SR)、乳糖(LC)、フルクトース(FR)およびML(マルトース)である。室温で5分間インキュベートした後、330nmの励起下で、混合溶液の発光ピーク430nmにおける蛍光強度を記録し、F/F0を計算して、図を作成した。F0はAFB1を添加していない場合、430nmにおける蛍光強度を意味し、FはAFB1または他の物質を加えた後、430nmにおける蛍光強度を意味する。統計的正確性を確保するため、すべてのテストは3回繰り返した。
実施例1で調製された5mgのNH2-MIL-53(A1)を室温で10mLのPBS(0.01M、pH=7.4)に分散させ、5分間超音波処理した。希釈した後、0.55μg/mLのNH2-MIL-53(A1)分散液を調製し、蛍光実験に用いた。その後、AFB1の最終濃度が5μMになるように、100μMのAFB1溶液を分散液に加えた。その後、AFB1を含む溶液に妨害物質であるオクラトキシン(OTA)、ゼアラレノン(ZEN)、Na+、K+、Ca2+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Hg2+、Co2+、Fe3+、Al3+、Ba2+、アスコルビン酸(AA)、没食子酸(GA)、アスパラギン酸(Asp)、トリプトファン(Try)、L-リジン(Lys)、L-システイン(Cys)、L-グルタミン酸(Glu)、グルコース(GL)、ショ糖(SR)、乳糖(LC)、フルクトース(FR)、ML(マルトース)を加え、AFB1と妨害物が同時に存在する場合、NH2-MIL-53(Al)の干渉防止特性を調べた。ここで、AFB1の濃度は5μMであり、OTAおよびZENの濃度も5μMで、他の妨害物質の濃度は250μMである。室温で5分間インキュベートした後、330nmの励起下で、混合溶液の発光ピーク430nmにおける蛍光強度を記録し、F/F0の値を計算し、図を作成した。F0は、AFB1を添加していない場合、430nmにおける蛍光強度を意味し、Fは、AFB1または他の物質を加えた後、430nmにおける蛍光強度を意味する。統計的正確性を確保するため、すべての試験を3回繰り返した。
実際のサンプル中のAFB1検出におけるNH2-MIL-53(Al)の応用例および安定性
検出待ちのサンプルの前処理:粉砕した米サンプル(200g)を取って400mLのアセトニトリルと20分間混合し、その後、上澄み液をほぼ乾燥するまで回転蒸発させ、その後、100mLのPBS溶液に分散した。この混合物を遠心分離(10、000rpm、10分間)し、0.22μmの濾過膜で濾過し、検出待ちのサンプル溶液を得た。
上記の方法で米サンプルを処理し、ブランク米サンプル溶液の最終濃度が0.1、0.5、1、2.5、5μmolL-1になるようにAFB1を加え、上記の混合溶液をNH2-MIL-53(A1)分散液に加え、室温で5分間インキュベートした後、330nmの励起下で、混合溶液の430nmにおける蛍光スペクトルを記録し、蛍光強度とAFB1濃度の標準曲線を照合することによって、検出待ちのサンプルにおけるアフラトキシンB1の含量を計算して得、AFB1の回収率を計算し、結果は表1に示すとおりである。
Claims (2)
- NH2-MIL-53(Al)を担持した静電紡糸ナノ繊維膜を用いて、アフラトキシンを検出する方法であって、
NH 2 -MIL-53(Al)を担持した静電紡糸ナノ繊維膜に検出待ちのサンプル溶液を滴下し、室温でインキュベートした後、ナノ繊維の蛍光写真を撮影し、色認識ソフトにより写真のGとBのデータを迅速に取得し、G/Bの値を計算し、それをG/Bとアフラトキシン濃度の関係曲線に代入し、この物質中のアフラトキシン濃度を計算して得るステップを含み、
前記NH 2 -MIL-53(Al)を担持した静電紡糸ナノ繊維膜の調製方法は、
NH 2 -MIL-53(Al)粉末およびポリアクリロニトリル(PAN)を取ってDMFに溶解し、90℃で2時間激しく撹拌して、NH 2 -MIL-53(Al)/PAN溶液を得るステップと、NH 2 -MIL-53(Al)/PAN溶液を使い捨て針管に装填し、静電紡糸装置に入れて紡糸するステップとを含み、
前記NH2-MIL-53(Al)粉末の調製方法は、
(1)AlCl3・6H2Oを超純水に溶解し、撹拌しながらNH2-BDCを加え、撹拌して「溶液1」を得るステップ、
(2)尿素を超純水に溶解させ、「溶液2」を得るステップ、
(3)「溶液2」を、継続して撹拌しながら「溶液1」にゆっくり加え、均一に撹拌し、150℃で5時間維持した後、室温まで自然冷却し、黄色固体を得るステップ、
(4)黄色固体を脱イオン水で3回洗浄して遠心分離し、黄色固体をDMFに分散させ、懸濁液を室温の暗所で24時間撹拌し、その後、遠心分離してDMFを除去し、上記固体をメタノールに分散させ、室温の暗所で24時間撹拌し、その後、遠心分離してメタノールを除去するステップ、および
(5)ステップ(4)で洗浄した後の生成物を50℃で24時間真空乾燥することによって、NH2-MIL-53(Al)粉末を得るステップを含むことを特徴とするNH2-MIL-53(Al)を担持した静電紡糸ナノ繊維膜を用いて、アフラトキシンを検出する方法。 - 前記検出待ちのサンプル溶液は、粉砕したサンプルを取ってアセトニトリルと混合した後、上澄み液をほぼ乾燥するまで回転蒸発させ、PBS溶液に分散して遠心分離し、0.22μmの濾過膜で濾過することによって、検出待ちのサンプル溶液を調製して得ることを特徴とする請求項1に記載のNH2-MIL-53(Al)を担持した静電紡糸ナノ繊維膜を用いて、アフラトキシンを検出する方法。
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