新型的传感系统首次用于猪肉污染荧光检测

前言

由于穆斯林的广泛分布，清真食品行业在世界范围内非常重要。清真食品必须不含非清真材料，包括酒精、血液和猪肉。然而，许多穆斯林担心清真肉制品可能被猪肉或猪肉衍生物污染，这是穆斯林禁止消费的。猪肉对牛肉产品的污染对制造商来说是一个成本优势，因为猪肉的成本比牛肉低。因此，需要工具来确保牛肉不受猪肉污染。这些工具必须涉及高效的分析方法，具有高灵敏度、快速检测和良好的特异性，用于检测清真肉类中的猪肉污染。目前，使用抗原和抗体之间特定相互作用的基于免疫的技术，被最广泛地用于检测清真肉制品中的猪肉污染。这些方法需要复杂的设备和程序，包括成本高、稳定性低的天然受体(抗体)。分子印迹聚合物是合成受体的有效替代品。分子印迹聚合物制备简单，稳定性高，是单克隆抗体的有效替代品。

研究内容

目前，许多研究人员正在致力于纳米粒子分子印迹聚合物的制备，以使其特性更接近天然抗体，并与蛋白质靶标产生高特异性和快速相互作用。最近，神户大学的研究人员通过分子印迹和PIM，成功地开发了完整外来体的分子印迹荧光传感器。这些传感器具有极高的灵敏度(6皮克/毫升)和非常快速的目标外来体检测(< 10分钟)。在目前的工作中，他们旨在将分子印迹聚合物-天然产物良好的亲和力和选择性与分子印迹聚合物相结合，开发高灵敏度的分子印迹聚合物-天然产物荧光传感器，使用4-[2-(N-甲基丙烯酰氨基)乙基氨基甲基]苯甲酸(MABA)作为功能单体，ATTO 647N作为通过分子印迹聚合物引入的荧光染料(方案1)。他们首次成功制备了一种具有高灵敏度和高选择性的MIP-NGs荧光传感器，用于快速检测清真肉提取物样品中的猪肉污染。

实验方法

采用无皂沉淀聚合法制备分子印迹聚合物。简而言之，将PSA (13.2 mg，0.2 μmol)、作为功能单体的MABA (78.6 mg，0.3 mmol)、作为共聚单体的MPC (59 mg，0.2 mmol)和NIPAm (407 mg，3.6 mmol)、作为交联剂的MBAA (30.8 mg，0.2 mmol)和作为引发剂的V-50 (217 mg)溶解在含有140 mM氯化钠(PBS)的10 mM磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中通过N2/真空循环脱气后，在70℃下进行12小时的聚合。聚合后，进行纯化步骤以在两个步骤中从模板蛋白中纯化获得的纳米凝胶；尺寸排阻色谱法通过分子印迹聚合物和未反应的单体的尺寸来分离它们，离子交换色谱法从获得的聚合物中除去PSA。为了收集天然产物组分并确认从天然产物中去除蛋白质模板，在400纳米和350纳米对MIP-天然产物进行荧光测量。非印迹聚合物纳米凝胶的制备条件与无模板分子印迹聚合物纳米凝胶相同，纯化步骤相同。用DLS法测定了纯化前后所得分子印迹聚合物和纳米颗粒的粒径分布。

荧光分子印迹聚合物的制备和基于荧光的传感器结合前列腺特异性抗原检测的示意图

配有荧光显微镜的定制液体处理机器人的照片和插图，以及为检测荧光而设计的平板型移液器吸头。

牛肉提取物样品中不同浓度猪肉污染的相对荧光强度。

结论

利用分子印迹技术和PIM技术成功构建了具有PSA识别能力的F-MIP-NGs，并对其在模拟和真实猪肉污染样品中的性能进行了验证。荧光分子印迹聚合物对前列腺特异性抗原表现出高度敏感的荧光响应，低检测限(40 pM)，反映出其作为前列腺特异性抗原检测荧光传感器的潜力。此外，与四种不同的干扰蛋白(HSA，牛血清白蛋白，色氨酸和赖氨酸)相比，研究人员观察到前列腺特异性抗原的高选择性。该传感器在响应时间(30秒内快速检测)、重复性(%相对标准偏差= 6.2)和稳定性(4天)方面表现出优异的性能。他们提出的传感器是第一个基于荧光分子印迹聚合物的方法，用于检测作为清真食品提取物中猪肉污染标记的前列腺特异性抗原，提供了一种新的、快速的、基于荧光的检测方法。与天然抗体相比，所提出的传感器易于制备，且成本较低，证明了其以高灵敏度和高选择性检测清真生肉提取物中猪肉污染的潜力。因此，这种简单快速的传感系统将成为食品分析的有力工具。

https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112775。