基于核酸适配体分子识别和生物酶信号放大检测赭曲霉毒素A的研究

Ochratoxin, a toxin produced by Aspergillus ochraceus and Penicillium verrucosum, is one of the most abundant food-contaminating mycotoxins in the world. It contain four compounds, such as A, B, C and D. Ochratoxin A (OTA), which is the most poisonous and widely distributed among these compounds. The main toxic effects of OTA are nephrotoxicity, immunotoxicity, carcinogenicity and teratogenicity, and of great harmful to the healthy of animals and humans. The traditional methods for OTA detection is tedious and time-consuming. Therefore, it is urgent to establish a simple and convenient method for OTA detection. In this research, combining fluorescence resonance energy transfer (FRET) technology with biological enzyme, we aim to establish a signal amplification method for OTA detection and to control this mycotoxin in food.This research is of great significance for food safety and human healthy.

赭曲霉毒素是赭色曲霉属和青霉属真菌的几种菌株产生的一组有毒代谢产物的总称，是最广泛的污染食品的真菌毒素之一。根据其重要性及危害性进行排序，赭曲霉毒素被认为是仅次于黄曲霉毒素而位居第二位的真菌毒素，有A、B、C、D四种化合物，此外还有赭曲霉毒素A的甲酯、赭曲霉毒素B的甲酯或乙酯化合物。这些毒素中以赭曲霉毒素A（OTA, Ochratoxin A）分布最广、毒性最大。OTA具有极强的肾脏毒性、免疫毒性、致癌性、致畸性，对动物和人体健康有很大的潜在危害。传统的OTA检测方法往往比较繁琐，且检测周期较长，因此，亟需建立简便，快捷，高特异性和高灵敏度的OTA检测方法。本课题拟结合荧光共振能量转移(FRET)技术, 通过生物酶信号放大构建高灵敏度的OTA检测方法，建立简便高效的食品真菌毒素OTA的检测控制体系，这对于OTA的有效控制和保障食品安全以及人类健康具有重要意义。

赭曲霉毒素A(Ochratoxin A，OTA)是一种广泛存在的由赭色曲霉属和青霉素真菌产生的一种常见的污染食品的真菌毒素。OTA主要有肾毒性，免疫毒性，致癌性，致畸性，神经毒性等。传统的OTA检测方法往往比较繁琐，且检测周期较长、样品预处理过程繁琐耗时、需要专业的操作人员等，在一定程度上限制了其应用。本研究以核酸适配体作为识别元件，结合荧光共振能量转移技术,通过生物酶信号放大构建了灵敏高效的OTA检测方法，取得了一系列成果具体包括：（1）通过目标循环信号放大技术，构建了基于碳纳米角和脱氧核糖核酸酶 I(DNase I)的信号放大检测体系，构建的检测体系灵敏度高，选择性好，实用性强；（2）通过对适配体进行优化设计，并针对复合型适配体有无靶分子时结构变化巧妙的设计信号探针，构建了基于碳纳米材料和核酸外切酶III (Exo III)的信号放大检测体系，构建的检测体系灵敏度高，选择性好，实用性强；（3）根据适配体序列进行辅助序列和信号探针设计，通过巧妙设计辅助序列，构建了基于纳米金和生物酶Exo III的信号放大检测体系，构建的检测体系灵敏度高，选择性好，实用性强。（4）针对适配体标记过程成本高，产率低的缺点，开展了基于免标记适配体生物传感器的相关研究工作，构建了基于免标记适配体检测的生物传感检测体系，大大降低了检测成本。本项目执行期间共发表SCI研究论文6篇，包括Biosensors and Bioelectronics, Sensors and Actuators B: Chemical，Food Chemistry, Food control, Microchimica Acta等著名期刊。培养研究生4名。