Российские ученые разработали новое покрытие для стеклянных интерферометрических сенсорных чипов. Оно позволяет прочно закреплять биомолекулы на их поверхности для определения содержания токсинов плесени — микотоксинов — в продуктах питания. Об этом сообщили в Минобрнауки России.
Исследование провели сотрудники лаборатории радиохимии окружающей среды Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с лабораторией биофотоники Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН при участии коллеги из Института физики твёрдого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН.
Афлатоксин B1 — особо опасный микотоксин, являющийся продуктом жизнедеятельности патогенных плесневых грибов Aspergillus flavus, вызывает онкологические заболевания, нарушения репродуктивной системы и подавляет общий иммунитет человека при употреблении зараженной продукции. Его воздействие начинает проявляться уже при очень малых концентрациях — порядка нескольких микрограммов на килограмм продукта, поэтому важно развивать высокочувствительные методы его определения.
Для определения содержания микотоксинов в продуктах питания и сельскохозяйственных культурах, а также маркеров широкого ряда заболеваний в крови и прочих биологических жидкостях применяются спектрально-корреляционные интерферометрические методы исследования. В них используются стеклянные сенсорные чипы, представляющие собой стеклянные подложки, модифицированные биомолекулами.
Само по себе стекло не способно прочно связываться с антителами, поэтому его поверхность необходимо специальным образом модифицировать. Давно известно высокое сродство соединений олова к стеклу, а также способность олова образовывать прочные связи с серой, которая содержится в аминокислоте цистеине, присутствующей в белках. Сотрудники лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН модифицировали поверхность стекла оловосодержащими функциональными группами посредством контролируемого гидролиза хлорида олова.
Модифицированные таким образом стеклянные подложки способны прочно связывать конъюгаты афлатоксин B1-овальбумин. Иммобилизованные на поверхности сенсорного чипа конъюгаты способны связываться по принципу антиген-антитело с антителами к афлатоксину B1. Связывание антител с поверхностью приводит к изменению оптических свойств тонкого приповерхностного слоя сенсорного чипа; регистрируя данные изменения с помощью спектрально-корреляционной интерферометрии, можно определять содержание антител. Присутствующий в анализируемом растворе афлатоксин B1 связывается с антителами, тем самым уменьшая их связывание с конъюгатами афлатоксин B1-овальбумин на поверхности стеклянного сенсорного чипа.
«Предложенный учеными ГЕОХИ РАН метод модификации стекла отличается быстротой, простотой, доступностью используемых реагентов и дешевизной», — отметил научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН кандидат химических наук Артем Вадимович Синолиц.
Разработанная совместно с сотрудниками ИОФ РАН аналитическая методика на основе модифицированных соединениями олова стеклянных сенсорных чипов позволяет с высокой производительностью и чувствительностью определять афлатоксин B1 в кукурузной муке в концентрациях от 26 пг/мл.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России. Результаты работы опубликованы в журнале Biosensors.
