无需光谱仪的等离子体生物传感器快速检测鸡蛋过敏原卵类粘蛋白（OVM）及其应用研究

本研究针对食物过敏原检测中现场快速定量技术的不足，开发了一种基于银纳米圆顶阵列的无标记等离子体生物传感器，实现了对高致敏性鸡蛋过敏原卵类粘蛋白（OVM）的高选择性检测。该传感器通过色度坐标变化定量OVM浓度，检测限达0.024 μg/mL，并在20分钟内完成对实际食品样本的检测，为现场食品安全监测提供了新型技术方案。

　　

在全球范围内，食物过敏已成为日益严重的公共卫生问题，尤其对儿童群体造成显著健康威胁。其中鸡蛋过敏是最常见的食物过敏类型之一，而卵类粘蛋白（Ovomucoid, OVM）作为鸡蛋中的主要过敏原，不仅具有高度致敏性，还对热和消化酶具有显著稳定性，极易通过加工食品造成意外暴露。虽然现行法规要求标注常见过敏原，但标注范围有限，且缺乏有效的现场检测手段。现有生物传感器虽能实现定量检测，但其可检测的过敏原种类有限，特别是针对OVM的专用传感器研究较为缺乏。

为应对这一挑战，东京科学大学的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表了一项创新性研究，开发了一种无需光谱仪的色度法等离子体生物传感器，实现了对OVM的快速、高灵敏度检测。该技术整合了超表面结构、抗污染化学和简易成像方法，为现场食物过敏原检测提供了新的解决方案。

研究采用的关键技术方法包括：通过界面转移法制备银纳米圆顶阵列作为传感器基底；利用聚多巴胺（PDA）薄膜固定抗OVM捕获抗体；采用两性离子肽作为封闭剂以减少非特异性吸附；通过实验室自建光学系统同步采集反射光谱和图像数据；使用HSV色彩空间中的色相（Hue）值变化定量生物分子结合过程。食品样本包括商业购买的蛋清粉、乳清粉、大豆粉和无蛋饼干，经研磨、悬浮和过滤后制备成测试溶液。

【检测OVM】

研究人员首先通过反射光谱和动力学测量监测了捕获抗体和封闭肽的固定过程，确认了传感器表面的生物功能化。随后使用浓度范围为0.1-30 μg/mL的OVM溶液进行检测实验。结果显示，即使对于3 μg/mL的OVM溶液，虽然肉眼难以察觉颜色变化，但图像分析显示色相值变化(|ΔH|)达到0.53度，反射谱 dip波长(Δλ_d)位移为0.62 nm，证明了直接检测方法的可行性。

【选择性】

通过对比卵清蛋白(OVA)、牛血清白蛋白(BSA)及其混合物的响应，验证了传感器对OVM的高选择性。在10 μg/mL浓度下，传感器对OVM的响应显著高于OVA和BSA。此外，对蛋清粉、乳清粉和大豆粉的测试表明，仅蛋清粉产生明显信号，进一步证实了传感器在复杂食品基质中的特异性识别能力。

【检测食品基质中的OVM】

通过在无蛋饼干溶液中添加1 μg/mL OVM进行加标实验，证明了传感器在实际食品基质中的检测能力。尽管非加标样本产生了一定的非特异性信号，但加标样本仍显示出明显的响应，色度法测量也观察到显著的色相差，证明了该方法在真实食品环境中的适用性。

研究结论表明，这种无需光谱仪的色度法等离子体生物传感器能够实现对OVM的高灵敏度(检测限0.024 μg/mL)、高选择性检测，检测时间仅需20分钟，覆盖了引发过敏反应的浓度范围。传感器在蛋清粉等真实食品样本中表现出良好的检测能力，并通过饼干基质中的加标实验证明了其实际应用潜力。该技术的创新性在于将直接免疫分析形式与基于图像的色度读数相结合，无需额外标记或复杂仪器，为开发迷你化、简易化的测量设备奠定了基础，特别适合与智能手机集成实现现场检测。未来通过引入更稳定的生物识别元件替代抗体，有望进一步推动该技术在个人自用食物过敏原检测中的应用。