表面等离子共振(SPR)生物传感器 2009

Biosensor immunoassay for traces of hazelnut protein in olive oil.

Analytical and bioanalytical chemistry Bremer MG, Smits NG, Haasnoot W
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组成图示

Biosensor immunoassay for traces of h... 传感器构成示意图

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传感器类型

表面等离子共振(SPR)生物传感器

检测对象

榛果蛋白(hazelnut proteins);样品基质:橄榄油(olive oil)、榛果油(hazelnut oil)及二者混合油

检测原理

该检测采用无标记直接 SPR 免疫分析。抗榛果单克隆抗体 MAb 50-5H9 经 EDC/NHS 胺偶联固定于 CM5 芯片测量通道,抗花生 MAb 51-12D2 固定于参考通道。橄榄油提取液中的榛果蛋白流经芯片时,与测量通道抗体特异性结合,使界面生物质量增加,改变表面等离子体共振条件,BIACORE 3000 将共振角/折射率变化转换为响应单位 RU。参考通道同时记录非特异结合,用于扣除背景。信号随榛果蛋白浓度增加而增大,在 0–2.5 μg/mL 范围内呈线性;结合后以 10 mM NaOH 再生表面。

检测灵敏度

LOD: 0.08 μg/g;线性范围: 0–2.5 μg/mL(橄榄油提取物中榛果蛋白)

效应效果

该方法选择性良好:MAb 50-5H9 对 40 种食品及原料提取物无交叉反应,参考通道非特异结合仅约 4 RU。对橄榄油中掺入 0.00625%–100% 榛果油的样品,回收率为 93%–109%,回收率标准差约 5%。实际榛果油中蛋白含量差异大,希腊初榨榛果油约 1670 μg/g,另一样品 0.35 μg/g,荷兰市场样品低于 0.08 μg/g。单次分析 4.5 min,明显快于 ELISA 的约 1 或 3 h,适合在线和小批量检测;LOD 与商业 ELISA 相当或更低,可用于食品中痕量榛果过敏原监控。

传感器的构成

  • 基底/换能器:CM5 传感器芯片(BIACORE 3000),表面为羧甲基葡聚糖,提供羧基用于胺偶联
  • 活化层:EDC/NHS 混合液(0.4 M EDC、0.1 M NHS)活化羧基,形成氨基反应性表面
  • 识别元件(测量通道):抗榛果单克隆抗体 MAb 50-5H9(0.1 mg/mL,约15 ng)共价固定,特异性结合榛果蛋白
  • 参考识别元件:抗花生单克隆抗体 MAb 51-12D2 固定于参考通道,用于监测并扣除非特异结合
  • 封闭剂:乙醇胺(1 M)封闭剩余活化基团,减少非特异吸附
  • 运行缓冲液:HBS-EP(10 mM HEPES、150 mM NaCl、3 mM EDTA、0.005% Tween 20,pH 7.4)维持流动相
  • 再生剂:10 mM NaOH 洗脱结合蛋白,恢复芯片表面

中文摘要

为降低橄榄油中掺入榛果油造成的经济损失和过敏风险,作者开发了一种基于高特异性抗榛果单克隆抗体的快速直接生物传感器免疫分析方法。该方法利用 BIACORE 3000 表面等离子共振平台,将单克隆抗体 MAb 50-5H9 固定于 CM5 芯片测量通道,并在参考通道固定抗花生单克隆抗体 MAb 51-12D2 以扣除非特异结合。橄榄油样品经 RIDASCREEN 过敏原提取缓冲液简单提取后,水相直接注入传感器,榛果蛋白与固定抗体结合引起响应信号变化。整个分析仅需 4.5 min,检出限为橄榄油中 0.08 μg/g 榛果蛋白。对掺入不同比例榛果油的橄榄油样品,回收率为 93%–109%,表明该方法可用于食品中痕量榛果过敏原的快速定量检测。

英文摘要

The fraudulent addition of hazelnut oil to more expensive olive oil not only causes economical loss but may also result in problems for allergic individuals as they may inadvertently be exposed to potentially allergenic hazelnut proteins. To improve consumer safety, a rapid and sensitive direct biosensor immunoassay, based on a highly specific monoclonal antibody, was developed to detect the presence of hazelnut proteins in olive oils. The sample preparation was easy (extraction with buffer); the assay time was fast (4.5 min only) and the limit of detection was low (0.08 microg/g of hazelnut proteins in olive oil). Recoveries obtained with an olive oil mixed with different amounts of a hazelnut protein containing hazelnut oil varied between 93% and 109%.

关键词

生物传感器表面等离子共振单克隆抗体榛果蛋白橄榄油过敏原