基于二聚体肽模拟物的非毒性免疫分析法用于食品和生物样本中米酵菌酸的高灵敏检测及智能手机适配演示

推荐 为解决米酵菌酸（BA）中毒缺乏安全高效检测方法的问题，研究人员通过噬菌体展示技术筛选抗BA单克隆抗体（mAb）结合肽，并合成二聚体肽模拟物（dimer peptidomimetics）。结果显示，二聚体ELISA灵敏度达0.63 ng/mL（较单体的120倍提升），免疫层析试纸条（ICA）定量限（qLOD）为0.12 μg/kg，回收率85%-115%。该技术兼具非毒性、高灵敏度及现场检测适配性，为食品安全监控提供新方案。

　　

论文解读
米酵菌酸（Bongkrekic acid, BA）作为由椰毒假单胞菌产生的剧毒代谢产物，其致死率高达40%-100%，主要通过污染发酵食品引发中毒事件。传统检测方法依赖化学合成的BA毒素衍生物，存在操作复杂、成本高昂及潜在生物安全隐患。为突破这一瓶颈，中国科研团队以噬菌体展示技术为核心，开发了一种基于二聚体肽模拟物的非毒性免疫分析法，实现了BA的高灵敏度、低成本及现场适配检测。

研究团队首先通过Ph.D.-C7C噬菌体肽库筛选获得与抗BA单克隆抗体（anti-BA monoclonal antibody, anti-BA mAb）强结合的环状七肽（CFSFQVGDC）。为摆脱对噬菌体的依赖，研究人员在单体制剂末端引入半胱氨酸（Cys），通过二硫键自组装形成二聚体结构。实验表明，二聚体ELISA的半抑制浓度（IC₅₀）达0.63 ng/mL，较单体（76 ng/mL）灵敏度提升120倍。分子对接模拟显示，二聚体通过增强氢键网络提升结合稳定性，等温滴定量热法（isothermal titration calorimetry, ITC）进一步验证其结合常数（K_a）显著提高。

基于二聚体肽模拟物，团队开发了免疫层析试纸条（immunochromatographic assay, ICA），结合智能手机成像技术实现定量检测。在盲样测试中，ICA对血液和尿液样本的检出限（vLOD）为2.50 μg/kg，定量限（qLOD）达0.12 μg/kg，回收率为85.00%-115.20%，与液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）结果高度一致（Bland-Altman分析偏差<15%）。值得注意的是，二聚体肽模拟物恢复了接近天然毒素的结合能力，为后续定向进化优化提供了基础。

该研究的关键技术包括：

1. 噬菌体展示技术：从Ph.D.-C7C库筛选抗BA mAb结合肽；
2. 二聚体自组装策略：通过半胱氨酸二硫键构建高活性二聚体；
3. 免疫层析试纸条开发：结合智能手机成像实现快速定量检测。

研究结论表明，二聚体肽模拟物不仅显著提升了检测灵敏度，还解决了传统毒素衍生物的安全性问题。其定量限（qLOD=0.12 μg/kg）远低于欧盟规定的食品污染物最大残留限量（1000 μg/kg），且与标准方法LC-MS/MS具有良好一致性，证实了该技术的可靠性。此外，ICA平台适配智能手机检测的特性，使其在资源有限地区具有显著应用价值。

从科学意义看，本研究首次证明二聚体化策略可恢复肽模拟物的天然结合活性，为非毒性毒素替代物的设计提供了新思路。定向进化潜力进一步表明，通过优化肽链结构有望开发更高效的检测工具。在公共卫生层面，该技术突破了传统免疫分析法对活菌或毒素的依赖，降低了操作风险，为食品安全监管提供了创新解决方案。未来研究可聚焦于多价肽的定向设计及复杂基质干扰的消除，以拓展其在其他生物毒素检测中的应用。