[发明专利]一种分析真菌毒素联合毒性的细胞电化学传感器

说明书

本发明公开了一种分析真菌毒素联合毒性的细胞电化学传感器，属于食品质量分析检测领域。本发明采用电镀金纳米粒子增加传感器的灵敏度，利用层粘连蛋白模拟细胞在体内的生理生存环境，以及采用鼠尾胶原构建三维立体模型更加真实地再现细胞形态，构建的细胞电化学阻抗传感器对真菌毒素对人肝癌细胞造成的影响反应快速、灵敏，设备便捷且生产成本较低，再结合电化学阻抗值与联合指数法能快速的判断真菌毒素联合作用的类型及作用程度。本发明通过构建便携式细胞电化学传感器，成功应用于食品中真菌毒素的毒性分析，并在分析真菌毒素联合毒性方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种分析真菌毒素联合毒性的细胞电化学传感器，属于食品质量分析检测领域。

背景技术

真菌毒素是一些产毒真菌在谷物田间生长阶段、收获和储藏时，或在饲料加工和储藏过程中产生的一组化学性质不同的次级代谢化合物，容易引起人和动物病理变化以及生理病变。目前粮食和饲料受真菌毒素污染非常严重，全球每年受真菌污染而损失的粮食和饲料占总产量的20％-30％，每年有25％谷物被真菌毒素所污染，造成了巨大的经济损失。目前明确能造成人和动物毒害的真菌毒素有200多种，主要有镰刀菌属、曲霉菌属和青霉菌属。在我国饲料检出率高、对动物危害大的是脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)和黄曲霉毒素B₁(AFB₁)。尤其在四川等南方潮湿、多雨、日照短的亚热带湿润气候地区，饲料真菌毒素污染严重，其中DON和ZEN在饲料中的检出率高达100％。然而，人和动物遭受真菌毒素的侵害并非单一的而是混合的，一方面原因是大多数产毒真菌能同时产生多种毒素，另一方面原因是粮食和饲料可能同时受到多种真菌污染，此外由于中国人的饮食习惯摄食食品种类十分丰富使得人们暴露于多种真菌毒素的可能性非常大。因此研究多种真菌毒素的联合毒性、开发出能分析多种真菌毒素联合毒性的设备方法对我国食品安全问题具有重要意义。目前常用于真菌毒素毒性分析的方法主要有：传统细胞形态学观察、细胞增殖活性检测、乳酸脱氢酶检测、DNA片段化分析、活性氧产生量测定、凋亡等，这些传统的毒性分析方法操作繁琐外、检验时间较长、成本昂贵，因此急需一种操作简便、快速、成本低廉的分析方法。近些年来将细胞传感器作为毒性分析方法逐渐进入人们的视野。

细胞是形成有机体形态和功能的基本组成单位，对研究机体结构和探索生命活动具有重要意义。细胞传感技术以活细胞作为探测元件，通过对活细胞的基本生理性质或细胞对被测物的响应进行检测，从而定性定量地确定细胞的生理状态或被检物的含量。因此，细胞传感技术对于研究细胞的结构和功能、探索生命的活动和规律、疾病的诊断和治疗、药物的设计和筛选、食品安全的监督和检测等都具有十分重大的意义。随着生命工程技术的发展与信息技术的飞跃，各学科间的交叉融合，使得细胞传感检测研究得到了飞速发展，新型的纳米材料、荧光及电化学细胞传感器不断问世，极大推动了生物传感技术地迅猛发展。虽然，目前已经有些相关报道将细胞利用物理吸附或化学相互作用将细胞固定到电极表面，但是其中大多数研究采用传统玻碳电极，该电极成本高(每根电极不低于700元人民币)、电极修饰过程繁琐、不能同时批量生产。此外，已有报道的这些方法，无法有效模拟细胞在人体内原位生长的实际状态。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明建立了一种便携式细胞电化学传感器成功地用于了多种真菌毒素单独及联合作用的毒性分析研究。本发明先利用层粘连蛋白、金纳米粒子修饰电极，然后将细胞接种到丝网印刷电极表面，再包裹鼠尾胶原制备细胞传感器，其中细胞作为感受元件。本发明还将构建好的细胞传感器用真菌毒素刺激，使用传感器检测阻抗值，通过阻抗值的大小判断细胞受损情况，从而确定真菌毒素的细胞毒性。结合电化学交流阻抗结果与联合指数(CI)方法可以对多种真菌毒素的联合毒性进行分析，从而确定联合作用类型。