基于核酸适配体和DNA扩增放大技术的中药材中黄曲霉素B1电化学生物传感器的研究

It is possible that the traditional Chinese medicine is contaminated with mycotoxins. Aflatoxin B1 (AFTB1) is the most toxic and the amount is the highest. Many countries and international organizations have set the limits of AFTB1 in food provisions. 《Chinese Pharmacopoeia》（2015）has established standards for the limit detecting of Aflatoxin in 19 Chinese traditional medicines. However, it is more important to discover AFTB1 contamination early since the contamination is getting worse gradually. Therefore, it is necessary to develop a novel, rapid, on-site method for the detection of AFTB1.This project is intended to fabricate a high-sensitivity and high-selectivity electrochemical methods based on the aptamer of AFTB1 screened by the SELEX system and DNA thermostat rolling circle amplification technology to amplify the signal. The aptamer is employed here as a recognition element because there is a highly discriminating and highly selective affinity between the aptamer and AFTB1. The sensitivity of our new method can be higher at least 2-3 orders of magnitude than conventional detection methods. The biosensors will establish a rapid, sensitive, reliable, standardized method to provide a technical support for the in-depth study of AFTB1 in distribution, migration, transformation, toxicological and control in traditional Chinese medicine. Furthermore, this program will provide a great significance and scientific value in the recognition and analysis of other toxins in traditional Chinese medicine.

在中药材可能被污染的真菌毒素中，黄曲霉毒素B1（AFTB1）的含量最高、毒性最强。虽然我国药典已对部分中药材增加了“黄曲霉毒素”检查项目和限度标准，但尽早发现并实时监控中药材中AFTB1的侵染程度才能真正避免中药资源的浪费和经济损失。因此，建立中药材中痕量AFTB1的灵敏、现场、快速检测方法非常必要。本项目拟以对AFTB1有高度识别力和亲和力的AFTB1的核酸适配体作为识别元件，利用适配体是核酸的本质，结合核酸恒温扩增放大技术，采用简便、低成本的电化学方法作为分析手段，建立检测限比药典中方法降低2-3个数量级的AFTB1高特异性、高灵敏度生物传感器，用于中药材及相关制品中AFTB1的现场、快速检测，及早发现并对AFTB1侵染进行预警，为深入研究AFTB1在药材中的分布、迁移、转化、毒理及其控制处理提供技术支撑，同时对保证中药用药安全和中药材中其它毒素的识别分析具有极为重要的意义和科学价值。

随着中药的不断发展，国内外对中药的需求量逐年增加。然而，中药在种植、采收、运输和贮藏的过程中，容易由多种因素引起真菌毒素等外源性有害物质的污染，严重影响中药材的质量与疗效。真菌毒素具有致癌、致畸等毒副作用，其毒害作用的严重程度与摄入量成正比，不经控制而被人们使用后会产生严重的不良反应，危害用药者的健康，甚至生命。在中药材可能被污染的真菌毒素中，黄曲霉毒素B1（AFTB1）的含量最高、毒性最强。虽然我国药典已对部分中药材增加了“黄曲霉毒素”检查项目和限度标准，但尽早发现并实时监控中药材中AFTB1的侵染程度才能真正避免中药资源的浪费和经济损失。因此，建立中药材中痕量AFTB1的灵敏、现场、快速检测方法非常必要。本研究以对AFTB1有高度识别力和亲和力的AFTB1的核酸适配体作为识别元件，利用适配体是核酸的本质，结合核酸恒温扩增放大技术，利用纳米磁珠易于分离富集的特性，采用简便、低成本的检测方法作为分析手段，构建了AFTB1高特异性、高灵敏度生物传感器，用于中药材中AFTB1的现场、快速检测。该项目研究和优化了新方法的实验条件，降低了干扰因素的影响，考察了新方法的灵敏度、线性范围和特异性，建立了完整的方法体系。利用所构建的生物传感器通检测了中药材麦芽、陈皮和山药中的AFTB1，通过与药典中所使用的ELISA法的比较，证明了我们所建立方法的可靠性。该方法的建立可及早发现AFTB1侵染并进行预警，也为深入研究AFTB1在药材中的分布、迁移、转化、毒理及其控制处理提供技术支撑，同时对中药材中其它毒素的识别分析具有借鉴意义，从而保证中药用药安全，具有重要的意义和科学价值。