金纳米颗粒辅助的无标记SELEX结合高通量NGS技术高效筛选高灵敏特异性黄曲霉毒素B1核酸适体

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Analytica Chimica Acta 5.7

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  针对黄曲霉毒素B1(AFB1)检测技术成本高、步骤繁琐的问题,研究人员开发了金纳米颗粒(AuNP)辅助的高通量SELEX技术,结合NGS筛选出Kd达1.24 nM的高亲和力核酸适体,并通过圆二色谱和荧光分析验证其构象变化,为食品安全监测提供了新型快速检测工具。

  

黄曲霉毒素B1(AFB1)是自然界最危险的致癌物之一,每年导致数万人肝癌死亡。尽管现有HPLC、ELISA等检测手段能准确识别毒素,但设备昂贵、操作复杂的特点制约了其在田间地头的应用。更棘手的是,传统抗体易失活且难以区分结构相似的毒素类似物。面对这一全球性食品安全挑战,印度理工学院德里分校的研究团队另辟蹊径,利用核酸适体(aptamer)这种"化学抗体"的特性,通过创新性技术组合成功筛选出性能优异的检测探针,相关成果发表在《Analytica Chimica Acta》。

研究采用金纳米颗粒辅助SELEX(AuNP-SELEX)结合高通量测序(HT-NGS)两大核心技术。前者利用单链DNA与AuNP的静电吸附特性,通过AFB1结合诱导的构象变化实现无标记筛选;后者则对每轮筛选的全库进行测序,突破传统克隆测序的局限性。实验使用13-21 nm的柠檬酸盐还原法合成AuNP,通过紫外光谱和动态光散射(DLS)表征纳米颗粒特性。

【Abstract】部分显示,经过多轮筛选获得的L2、CPMA1等适体对AFB1的Kd值达到纳摩尔级,其中L2适体(1.24 nM)与氧化石墨烯构建的荧光检测体系灵敏度达0.53 nM。【Introduction】详细阐述了技术原理:当适体结合AFB1后,其构型变化导致从AuNP表面解离,而未结合序列则保持吸附状态。这种动态筛选过程通过AuNP溶液颜色变化实现可视化监控。

【Results】部分通过圆二色谱(CD)证实了适体-毒素复合物的结构重排。特别值得注意的是,筛选过程中发现适体茎环结构的稳定性与结合能力呈正相关。在交叉反应性测试中,这些适体对AFG2等结构类似物的结合信号降低80%以上,展现出优异特异性。【Conclusion】强调该方法摆脱了传统靶标固定化步骤,单轮筛选效率提升5倍,且适体构象分析为小分子作用机制研究提供了新视角。

这项研究的突破性在于:首次将AuNP的等离子体效应与HT-SELEX结合,创建了"边筛选边监测"的新型平台;获得的适体不仅灵敏度超越抗体,其室温稳定性更为现场检测奠定基础。正如文中所言,该策略可扩展至其他真菌毒素检测领域,为食品安全风险防控提供了全新的技术路径。

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