表面等离子体共振生物传感器在食品安全检测中的应用与研究

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1、道。Choi’s课题组[3]利用商品化的SPR仪—Multiskop测定大肠杆菌O157:H7，他们在芯片上先修饰一层蛋白G来固定抗E.coliO157:H7抗体然后直接检测E.coliO157:H7，其检测灵敏度可达104/cell。2006年Subramanian等[4]在芯片表面修饰硫醇自组装膜，氨基偶联法将抗E.coliO157:H7多克隆抗体固定在芯片上，利用夹心SPR检测法测定，灵敏度可达103cfu/mL。2007年，Waswa等[5]利用SpeetaSPR仪，先将生物素化的抗E.coliO157:H7抗

2、体固定到预先修饰有中性链亲和素的金膜表面，这种抗体固定方式大大改善了方法的灵敏度，可实现牛奶、苹果汁、碎牛肉等复杂体系中E.coliO157:H7的检测，其检测限可达102-103cfu/ml。Zezza等[6]测定了小麦里的黄色镰刀菌。先提取样品中DNA，再将黄色镰刀菌的特异性DNA片段放大，然后检测扩增物，通过与已固定在SPR芯片表面的互补序列杂化检测黄色镰刀菌。（二）毒素食品安全所涉及的毒素主要是由细菌、真菌、水藻所产生的。2000年，Nedelkov等[7]用BiacoreXSPR仪在葡聚糖芯片表面氨基偶联抗金

3、黄色葡萄球菌肠毒素B（StaphylococcalEnterotoxinB，SEB）抗体，直接检测牛奶和蘑菇的SEB量可低至1ng/ml[8]。SPR仪后串接一个MALDI-TOF来对已结合的毒素确证。Medina等[9]利用商品化Biacore1000SPR仪，竞争SPR法检测鸡蛋里的SEA(金黄色葡萄球菌肠毒素A)。首先将SEA氨基偶联在葡聚糖芯片上。生鸡蛋碾碎均匀后离心，然后向其中加入抗SEA抗体，待SEA和其抗体反应后离心，使得抗原-抗体结合物与未反应的抗体分离。取上清液，注样使样品流过SEA芯片表面。该方法的

4、SEA检测限可达1ng/ml。Lotierzo等[10]采用Biacore3000，在芯片上修饰分子印迹聚合物作为识别元素采用竞争SPR法测定软骨藻酸DA。具体做法是将含有DA和辣根过氧化物酶修饰的DA的样品与以DA为模板的分子印迹聚合物竞争反应。2005年，Yu等[11]采用抑制法用自行搭建的SPR仪测定DA。Traynor等[12]也利用抑制SPR法测定了贝壳提取物中的DA。此发展出生物分子相互作用分析技术（BiomolecularInteractionAnalysis,BIA）。在BIA的测定中是通过在SPR传感

5、器反应界面上修饰一层配体分子,当被分析物与配体分子结合后,共振峰的位置会发生位移,该位移的大小将反映固定在金属表面的物质的量,进而监测分子间相互作用，其检测原理如图1所示。表面等离子体共振生物传感器在食品安全检测中的应用与研究戴明（福建省中心检验所，福建福州350002）摘要：表面等离子体共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）传感技术是一项新兴的生物化学检测技术，具有无须标记、高速、高灵敏度等特点。目前在化学和生物检测研究中应用日益广泛。本文综述了SPR技术的基本原理及近年来在食品安全领域研究中

6、取得的进展，并展望了SPR技术的发展方向及应用前景。关键词：表面等离子体共振（SPR）；食品安全；检测由于SPR生物传感器具有灵敏度高、实时快速、样品无需标记等突出优点，因而有关SPR传感器的研究与应用得到迅猛发展。目前SPR生物传感器已由最初的生物大分子相互作用（例如：蛋白质－蛋白质、药物－蛋白质、蛋白质－核酸、核酸－核酸之间的相互作用分子间）研究逐渐发展到用于环境污染物和食品安全中众多小分子化合物的检测。表面等离子体共振（SurfacePlasmon的重要手段，在生命科学、医疗检测、药物筛选、食品检测、环境监测、毒

7、品检测、法医鉴定等领域具有广泛的应用需求。Resonance，SPR）传感技术是一项新兴的生物化学检测技术。它是基于表面等离子体共振的物理光学现象的敏感折射率的高精度光学传感器，通过感测传感器表面的折射率微小变化而实现生物分子的传感，是研究生物分子相互作用的有力工具,其具有无须标记、高速化、专一性、灵敏度高以及大量平行筛选等优点。自从1982年被应用于气体测定和生物传感研究，20多年来得到科学界越来越多的关注。各种新型的配置形式及其在物理、化学、生物领域的应用得到广泛研究。随着表面等离子体共振技术的发展成熟，多家仪器公

8、司实现了相关检测仪器的商品化，该类设备成为实时分析，简便快捷地监测DNA与蛋白质之间、蛋白质分子之间以及药物—蛋白质、核酸—核酸、抗原—抗体、受体—配体等等生物分子之间的相互作用二、SPR技术在食品品质与安全检测中的应用一、SPR基本原理表面等离子体共振（SPR）是一种物理光学现象。它是利用金属表面电荷波动（表面等离子波）在某一适