基于无模板随机合成鸟嘌呤四聚体的荧光“开启”生物传感器用于粮食中呕吐毒素的快速检测

doi:10.7506/spkx1002-6630-20190320-262

食品科学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (14): 300-306.doi: 10.7506/spkx1002-6630-20190320-262

基于无模板随机合成鸟嘌呤四聚体的荧光“开启”生物传感器用于粮食中呕吐毒素的快速检测

韩逸陶，孙立君，张艳，宋晓杰，高雪，王丽，谢刚

（国家粮食和物资储备局科学研究院，北京 100037）

发布日期:2020-07-29
基金资助:
“十三五”国家重点研发计划重点专项（2018YFC1602703；2019YFC1606600）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（ZX1702；ZX1919）

Fluorescence “Turn-on” Biosensor for the Rapid Detection of Deoxynivalenol in Grains Based on Randomly Arrayed G-Quadruplex

HAN Yitao, SUN Lijun, ZHANG Yan, SONG Xiaojie, GAO Xue, WANG Li, XIE Gang

(Academy of National Food and Strategic Reserves Administration, Beijing 100037, China)

Published:2020-07-29

摘要/Abstract

摘要： 基于无模板合成鸟嘌呤四聚体（G-quadruplex，G4）方法及G4结合特异性染料分子的荧光增强作用，利用呕吐毒素（deoxynivalenol，DON）与其适体DNA的高亲和作用，并结合核酸外切酶的酶切反应，构建荧光“开启”的生物传感器用于谷物中DON的快速分析。在最佳条件下，荧光强度与DON质量浓度0.1～60 ng/mL范围内呈良好的线性关系，检测限为10 pg/mL，方法具有较佳的特异性、重复性与稳定性。在用于添加DON的小麦和玉米样品实验中，回收率在94%～112%之间，相对标准偏差为3.4%～4.9%。该传感器中G4免模板随机生成，方法简单快速、无需标记、成本低廉、背景信号小，为谷物等粮食中DON的快速检测提供了理论依据和方法借鉴。

关键词: 真菌毒素；呕吐毒素；生物传感；鸟嘌呤四聚体；快速检测

Abstract: In this study, a fluorescent “turn-on” biosensor for rapid and sensitive detection of deoxynivalenol (DON) in grains was developed based on randomly arrayed G-rich DNA sequence and endonuclease digestion. This template-independent G-quadruplex (G4) could form a stable fluorescent complex with G4-specific dye, enhancing the fluorescence intensity. Under the optimal conditions, DON was sensitively detected in a wide linear range from 0.1 to 60 ng/mL with a limit of detection (LOD) of 10 pg/mL. The proposed method showed good selectivity, repeatability and stability. It was successfully applied to the determination of DON in wheat and corn samples, and recoveries from 94% to 112% were obtained with relative standard deviation (RSD) of 3.4%–4.9%. This strategy possessed many advantages, including simplicity, rapidity, no need for label, low cost and high sensitivity, and therefore could be useful for the detection of DON in grains.

Key words: mycotoxins; deoxynivalenol; biosensing; G-quadruplex; rapid detection

中图分类号:

TS207.3

韩逸陶，孙立君，张艳，宋晓杰，高雪，王丽，谢刚. 基于无模板随机合成鸟嘌呤四聚体的荧光“开启”生物传感器用于粮食中呕吐毒素的快速检测[J]. 食品科学, 2020, 41(14): 300-306.

HAN Yitao, SUN Lijun, ZHANG Yan, SONG Xiaojie, GAO Xue, WANG Li, XIE Gang. Fluorescence “Turn-on” Biosensor for the Rapid Detection of Deoxynivalenol in Grains Based on Randomly Arrayed G-Quadruplex[J]. FOOD SCIENCE, 2020, 41(14): 300-306.

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基于无模板随机合成鸟嘌呤四聚体的荧光“开启”生物传感器用于粮食中呕吐毒素的快速检测

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