Учёные из лаборатории радиохимии окружающей среды Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН в сотрудничестве с лабораторией биофотоники Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН и при участии специалистов из Института физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН разработали новое покрытие для стеклянных интерферометрических сенсорных чипов. Это покрытие позволяет надёжно фиксировать биомолекулы на поверхности чипов, что обеспечивает высокую чувствительность и специфичность при определении содержания микотоксинов — токсинов плесени — в пищевых продуктах.
Об этом сообщили в Минобрнауки России. Результаты исследования были опубликованы в журнале Biosensors.
Афлатоксин B1 — это крайне опасный микотоксин, который образуется в результате жизнедеятельности патогенных плесневых грибов Aspergillus flavus. Он может вызывать онкологические заболевания, нарушать репродуктивную систему и ослаблять общий иммунитет человека при употреблении заражённых продуктов. Его негативное воздействие начинает проявляться уже при очень низких концентрациях — всего несколько микрограммов на килограмм продукта, что подчеркивает необходимость разработки высокочувствительных методов его обнаружения.
Для выявления микотоксинов в пищевых продуктах и сельскохозяйственных культурах, а также маркеров различных заболеваний в крови и других биологических жидкостях, применяются спектрально-корреляционные интерферометрические методы. В этих методах используются стеклянные сенсорные чипы, которые представляют собой стеклянные подложки, модифицированные биомолекулами.
Стекло само по себе не обладает способностью надежно связываться с антителами, поэтому его поверхность требуется модифицировать особым образом.
Известно, что соединения олова имеют высокое сродство к стеклу и могут образовывать прочные связи с серой, содержащейся в аминокислоте цистеине, которая присутствует в белках. Сотрудники лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН модифицировали стеклянную поверхность оловосодержащими функциональными группами (рис. 1) с помощью контролируемого гидролиза хлорида олова.
Рисунок 1. Предлагаемый механизм модификации стекла хлоридом олова.
Модифицированные стеклянные подложки обладают способностью надежно связывать конъюгаты афлатоксина B1 с овальбумином. Конъюгаты, иммобилизованные на поверхности сенсорного чипа, могут взаимодействовать с антителами к афлатоксину B1 по принципу антиген-антитело.
Связывание антител с поверхностью вызывает изменения оптических свойств тонкого приповерхностного слоя чипа; с помощью спектрально-корреляционной интерферометрии можно зарегистрировать эти изменения и определить уровень антител. Афлатоксин B1, присутствующий в анализируемом растворе, связывается с антителами, что приводит к снижению их взаимодействия с конъюгатами афлатоксина B1-овальбумином на поверхности стеклянного сенсорного чипа (рис. 2).
Рисунок 2. Принципиальная схема механизма связывания биомолекул со стеклянным сенсорным чипом.
«Метод модификации стекла, предложенный учеными ГЕОХИ РАН, выделяется своей быстротой, простотой, доступностью реагентов и низкой стоимостью», — отметил кандидат химических наук Артем Вадимович Синолиц, научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН.
Созданная совместно с сотрудниками ИОФ РАН аналитическая методика, основанная на модифицированных соединениях олова в стеклянных сенсорных чипах, обеспечивает высокую производительность и чувствительность при определении афлатоксина B1 в кукурузной муке при концентрациях от 26 пг/мл.
Исследование было осуществлено при финансовой поддержке Минобрнауки РФ.
Минобрнауки Российской Федерации.
Источник: Российская академия наук.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.