快速检测鱼和血液中组胺的新型侧流层析试纸
组胺是一种生物胺,广泛存在于鱼类和其他发酵食品中。当人体摄入过量组胺或组胺降解酶不足时,组胺会在体内积累,引发类似过敏反应的症状,如皮疹、瘙痒、呼吸困难,甚至严重的过敏性休克。因此,快速准确地检测食品中的组胺含量对于预防组胺中毒和管理过敏反应至关重要。然而,传统的检测方法如液相色谱法操作复杂、耗时长,而抗体检测成本高且特异性不足。近年来,核酸适配体作为一种新型的生物识别元件,因其高亲和力、特异性和易于合成的特点,逐渐受到关注。本研究旨在开发一种基于核酸适配体的侧流层析试纸,用于快速检测鱼和血液中的组胺,以满足食品安全和健康监测的需求。
本研究的核心目标是开发一种简单、快速且成本低廉的组胺检测方法,以替代传统的液相色谱法和抗体检测法。研究人员首先对之前筛选出的组胺核酸适配体进行了优化,通过截短去除非必要的碱基,提高了适配体的稳定性和检测效率。接着,他们将优化后的适配体与一个部分互补的DNA探针结合,开发出了适用于鱼和血液样本的侧流层析试纸。该试纸通过检测组胺与适配体结合后的信号变化来定量分析样本中的组胺含量。实验结果表明,这种试纸在鱼样本中的检测限为23纳摩尔(小于0.13ppm),在血液样本中的检测限为8.4纳摩尔(小于1纳克/毫升),且检测过程仅需不到10分钟,满足了食品安全控制和过敏反应快速干预的需求。
技术路线
1. 适配体优化:研究人员对原始的组胺核酸适配体进行截短,去除了非必要的碱基序列,得到了一系列适配体变体。通过结构预测和实验验证,选择了具有高亲和力和稳定性的最短适配体变体L2用于后续实验。
2. 侧流层析试纸设计:设计了一种部分互补的DNA探针(CCP),用于捕获未与组胺结合的适配体。将CCP固定在侧流层析试纸的检测线上,当样本中存在组胺时,适配体优先与组胺结合,导致检测线上的信号减弱,从而实现组胺的定量检测。
图1 用于组胺检测的不同适配体检测方法的示意图。(A)微孔板检测设计。(B)用于鱼类样本分析的侧向流检测(LFA)。(C)用于血液样本分析的侧向流检测(LFA)。
3. 试纸性能测试:通过一系列实验,包括对不同浓度组胺的标准曲线绘制、对鱼样本和血液样本的检测,验证了试纸的灵敏度、特异性和稳定性。实验结果表明,该试纸具有良好的线性关系,检测限低,且对其他生物胺类物质无交叉反应,适合在复杂样本中使用。
表1通过反相高效液相色谱法(RP - HPLC)和所开发的酶联适配体测定法(ELAA)对鱼样品中的组胺进行定量分析。* 平均值 ± 标准差,n = 4;** 平均值 ± 标准差,n = 2。
4. 实际应用验证:使用含有已知组胺浓度的罐装鱼样本和掺入组胺的指尖血样本,进一步验证了试纸的实际应用效果。结果显示,试纸能够准确检测出鱼样本中的组胺,并且在血液样本中也能快速检测到组胺的存在,为过敏反应的快速诊断提供了可能。
图3 基于L2适配体的侧向流免疫分析法(LFA)用于检测鱼类中的组胺。(A)用缓冲液配制的组胺标准品绘制的校准曲线。(B)将适配体LFA(左图)和商用HistaSure鱼类快速检测试剂盒(右图)应用于分析FAPAS质量控制鱼类样品,这些样品的组胺含量分别为37.7 ppm(金枪鱼;T27206QC)、128 ppm(金枪鱼;T27243QC)、160 ppm(番茄酱沙丁鱼;T27234QC)和223 ppm(番茄酱沙丁鱼;T27211QC)
这项研究成功开发了一种基于核酸适配体的侧流层析试纸,用于快速检测鱼和血液中的组胺。该试纸具有高灵敏度、特异性强、操作简便、成本低廉等优点,能够在不到10分钟内完成检测,为食品安全检测和过敏反应的快速诊断提供了一种有力的工具。未来,研究人员将进一步优化试纸的设计,提高其稳定性和检测性能,推动其在实际应用中的广泛使用。
文章来源:
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138540
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