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2024/3/29 Weekly Seminar
发布时间:2024-04-28

题目:Novel litchi-like Au–Ag nanospheres driven dual-readout lateral flow immunoassay for sensitive detection of pyrimethanil

期刊:
Food Chemistry                          

影响因子:8.8

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030881462401029X?via%3Dihub

汇报人:周建航 2023 级硕士

乙胺甲酰胺(PYR)是一种杀菌剂,当存在于食品中的浓度大于最大允许残留水平时,对消费者有害。高性能免疫探针和双读出策略可能有助于构建灵敏的侧向层析免疫测定 (LFIA)。本文所制备的类荔枝Au-Ag双金属纳米球(LBNPs)具有较高的质量消光系数和荧光猝灭常数。得益于LBNPs和双读出模式,LBNPs-CM-LFIA和LBNPs-FQ-LFIA对PYR的检测限分别为0.957和0.713 ng mL−1,分别比基于金纳米颗粒的LFIA低2.54倍和3.41倍。LBNPs-CM-LFIA和LBNPs-FQ-LFIA的定量限分别为3.740和1.672 ng mL−1分别。LBNPs-LFIA检测黄瓜和葡萄样品中的PYR回收率令人满意(90%–111%)。LBNPs-LFIA与LC-MS/MS在检测样品中PYR方面表现出良好的一致性。因此,这种基于LBNP的灵敏、准确的双读出LFIA可以有效地应用于食品安全。


嘧甲酰胺(PYR)是一种苯胺嘧啶类广谱杀菌剂,已广泛用于水果和蔬菜,以控制灰霉病等疾病。然而,PYR的过度使用对食品安全和人类健康构成潜在威胁。仪器方法,包括气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱法(LC-MS/MS),由于其高灵敏度和准确性,已被广泛用于PYR检测。基于抗原抗体的特异性结合和纳米材料读出的侧流免疫测定 (LFIA) 在测试时间和设备便携性方面更具优势。基于金纳米颗粒(AuNPs)的常规比色LFIA(CM-LFIA)具有较差的比色信号和灵敏度。提高LFIA灵敏度的一个关键因素是提高免疫探针的性能。双金属纳米颗粒(BMNPs)是通过快速简单的共还原和原电置换反应合成的。BMNP在紫外-可见(UV-vis)区域具有很强的吸收,具有可调的吸收峰,并且被认为是CM-LFIA中很有前途的标记。具有粗糙表面和大比表面积的纳米颗粒有利于提高光学特性和与抗体的偶联效率,这具有提高LFIA灵敏度的潜在优势。此外,研究表明,“开启”模式和多个信号输出是提高 LFIA 性能的有效方法,例如视觉灵敏度。总之,高性能 BMNP 和具有卓越抗体的双读出策略是构建灵敏 LFIA 的有前途的方法。在这项研究中,基于新型荔枝样金银双金属纳米球(LBNPs)开发了双读出(比色和荧光猝灭,CM和FQ)和双模式(关断和导通模式)LFIA。

1.        抗体的评估

PYR-mAb制备示意图。(A)PYR免疫原的合成。(B)小鼠免疫得到的脾细胞示意图。(C)通过细胞培养获得的骨髓瘤细胞示意图。(D) 通过 ic-ELISA 评估的五种 PYR 抗体(1F1、2G6、4D7、9D5 和 9H3)的标准曲线。


2.       LBNP、AuNPs 和 QBs 的表征

图 2  LBNPs的合成和表征。 (A)LBNPs合成示意图。 (B)LBNPs的SEM图像,插图:LBNPs荔枝状形态的参考图像。 (C)LBNPs的TEM图像。 (D)LBNPs的Au和Ag的EDS映射图像。 (E)LBNPs的相应EDS谱图,插图:Au和Ag元素的重量百分比。(F) LBNPs的流体动力学尺寸分布。 (G) LBNPs的紫外-可见吸收光谱,插图:LBNPs的数码照片(100 μg mL−1) 在自然光下

3.        LBNPs 和AuNPs 的比色特性评估

(A)LBNPs具有优异的性能。(B)AuNPs和(C)LBNPs在不同浓度下的紫外-可见吸收光谱,插图:自然光下的相应数码照片。(D) AuNPs-CM-LFIA和LBNPs-CM-LFIA在一定PYR-mAb浓度范围内的比色强度。(E) QBs的荧光激发和发射光谱。 (F)AuNPs和LBNPs在365 nm(QBs Ex)和620 nm(QBs Em)处的质量消光系数(ε)。 (G)AuNPs和LBNPs在水溶液和NC膜上的荧光猝灭常数(K)。值表示为平均值±标准差,n = 3。

4.       LBNPs-LFIA检测参数的优化

LBNPs-LFIA检测PYR的性能。(A) 双读出LBNPs-LFIA的测试原理。(B) 使用LBNPs-LFIA对PYR进行定性和定量分析。(C) (i) AuNPs-CM-LFIA、(ii) LBNPs-CM-LFIA 和 (iii) LBNPs-FQ-LFIA 的数码照片。(D) AuNPs-CM-LFIA、(E) LBNPs-cm-lfia 和 (F) LBNPs-FQ-LFIA 的校准曲线。(G) 三种方法的 LOD。值表示为平均值±标准差,n = 3。

5.     LBNPs-LFIA的分析性能

5  LBNPs-LFIA检测黄瓜和葡萄样品中PYR的性能。(A)黄瓜和葡萄样品的预处理过程示意图。回收 (B) LBNPs-CM-LFIA 和 (C) LBNPs-FQ-LFIA 用于 PBS 缓冲液和样品中的 PYR 检测。


    总而言之,具有 IC 的高灵敏度和优异特异性的 PYR-9D5-mAb50的 1.66 ng mL−1准备好了。作者设计了基于共还原和电位置换反应的LBNPs,以实现优异的比色和荧光猝灭性能,用于荧光猝灭LFIA的创新应用。利用LBNPs,开发了一种灵敏的双读出LFIA,并成功应用于PYR的灵敏检测。定性上,用于PYR检测的LBNPs-CM-LFIA和LBNPs-FQ-LFIA的vLOD为25 ng mL−1和 2.5 ng mL−1,分别比AuNPs-LFIA低2倍和20倍。定量检测PYR的LBNPs-CM-LFIA和LBNPs-FQ-LFIA的LOD为0.957 ng mL−1和 0.713 ng mL−1,分别比AuNPs-LFIA低2.54倍和3.41倍。此外,LBNPs-LFIA在黄瓜和葡萄样品中PYR的检测中表现出令人满意的回收率(90%–111%)和CV(<12%),显示出高准确度和精密度。LBNPs-LFIA和LC-MS/MS双读数对样品中PYR的检测表现出良好的一致性,进一步证实了其可靠性和应用性。总体而言,这项研究显示了使用高性能免疫探针的优势,并为双读出LFIA的开发提供了宝贵的见解。