微芯片技术在农产品及食品真菌毒素快速检测中的应用探究
2019-10-21胡延勋
摘 要:本文以真菌毒素的检验工作为研究对象,介绍微芯片技术在农产品与食品中快速检测应用内容。通过对真菌毒素危害性的分析,从光学检测、电化学检测、光电化学检测、免标记检测这四方面内容,详细说明的具体的快速检测方案,为相关的真菌毒素分析工作,提供具体的应用材料。
关键词:微芯片;真菌毒素;快速检验;食品安全
引言
经济环境持续发展,使食品质量与食品安全成为了社会高度关注的热点话题。尤其农产品与食品检验的工作中,需要通过技术内容与检测方法的优化升级,加快检测工作的效率水平,在时代科技的支撑下,保证检验工作的顺利完成。而实现这一目标,需要对真菌毒素的危害性作出说明,以便更好地引导检测工作。
一、真菌毒素危害性分析
真菌毒素种类较多,已知的构成类型就已经达到了300余种,对农产品与食品有较严重的污染效果,会在自身毒素的影响下降低人体健康状态。尤其是黄曲霉素、链格孢毒素、细交链孢菌酮酸、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、伏马毒素、T-2毒素等真菌毒素,都是极为典型的毒害类真菌,且在影响效果上,表现出明显的特异性。
而诸如AOH、AME等病毒,还会在传播的过程中发生突变,在拓扑异构酶的抑制与影响条件下,造成DNA链的断裂,并增加癌变概率[1]。例如,在实际病历中,于我国林县发生的群体性食道癌,就是由于AOH与AME这两种病毒,对人的身体造成侵害,并在人体内通过对于蛋白质的合成,使人出现腹泻、厌食等症状,并由此引发体重缩减、神经衰弱的状态。而在这一身体条件下,又会连带性的增加人体内的白细胞,使整体免疫活性发生变化,大大增加人体的负担条件,在出血、休克等并发症状中,导致人体死亡。
因此,对于携带此类真菌病毒的农产品与食品,务必要进行细致化的检验,通过系统且快速的分析,在科学方法下,此类物品摄入的健康状态,降低其对于人类的威胁。在及时、快速的技术条件下,提高对于真菌毒素的防治水平。
二、微芯片技术的检测应用
(一)光学检测
微芯片技术条件下的光学检测,是对传统光学检测技术的升级,可以大致总结为荧光检测、化学发光检测、可视化检测这三种类型。在荧光检测中,由于其自身的带有高度的灵敏度,可以有效的适应于微芯片技术,并在纳米级别的设备中,发挥出针对真菌毒素的检验效果。例如,可利用微芯片装置,对大米样品设置CIT。由此,通过荧光检测方式得到电化学阻抗数据,并与传感器设备的检测数据进行对比,当两项数据达到平衡状态后,则说明此种检测方式的有效性。而在食品检测的过程中,针对真菌毒素污染物的高通量、多通路特征,可同步完成多种真菌毒素的含量检测,以此保证检验工作的高质量与高效率条件。
化学发光检测中,可在无需外部光源激发的条件下,通过荧光标记的激发方式,在原有荧光处理方法的基础上,展现技术应用条件中的便捷性特征。尤其是在OTA-肽段的复合物质中,可以通过特定的竞争性免疫检测,确定其肽段物质的可再生性特征,并在多次重复的条件下,保证物质检测的快速分析。
另外,在可视化检测技术中,将AFB中的水凝胶与距离可读微芯片作为基础,创设出便携性的可视化检测配体。通过对AFB适配体的搭建,能够与DNA短链有效的连接在一起,并合成为新型的水凝胶物质。而在实际技术应用的过程中,距离可读芯片的应用大多为V-芯片,且带有简易的POCT装置,可以在此类装置的辅助作用下,对待检测的液體食品样本,作出高效率的真菌毒素分析。尤其在OTA类毒素与AFB类毒素的鉴别中,这一装置结构,有较为明显的应用优势。
(二)电化学检测
微芯片技术中的电化学检测,带有明显的兼容性特征与灵敏性优势。通过其自身的微阵列系统,可以同时进行多个检测项的分析,以此使微芯片技术在结合电化学检测方法的过程中,实现对于真菌毒素的快速检测分析。
例如,在微芯片设备中,可设置磁珠结构,并在免疫微芯片传感器的检测过程中,通过将检测食品样本中的ZEA与HRP-ZEA进行结合,确定竞争性的结合G蛋白在磁珠中的位置,以此完成电化学检测的应用,保证对于系统设备的检测分析。
(三)光电化学检测
以聚二甲基硅氧烷为材料的微芯片设备中,通过搭建间接竞争性ELISA实验空间,可以完成集成化的氢化非硅光二极管构建,利用这一结构,实现广电化学检测的应用内容。在检测对象上,这一技术条件可以很好的适应于OTA检测,并重点对红酒、啤酒等发酵液体饮品作出分析,确定其中的OTA污染条件[2]。另外,在此项光电化学检测升级的技术条件中,可以设置可再生的微型竞争性传感器设备,通过微芯片设备中的光电传感,定位LOD<0.5ng/ml的OTA污染。而此项技术条件下的PDMS微芯片设备,可以在通道内,完成至少8次的重复使用条件,使其抗原分子的固定能力得到充分展示。
(四)免标记检测
免标记检测方法中,质谱检验的方式最为典型,并在真菌毒素的分析中,展现出了较强的应用价值。通过与微芯片传感器设备的结合,可以在其中的三重四级管结构中,定量的统计出花生制品中的AFS含量,并在后续的梯度洗脱与多反映键控制中,形成基于色谱分离技术的样本萃取,完成MS检测与目标物分离。在这一技术条件下,能够有效的降低其他物质对于检测数据处理的干扰,并在优化检测环境的同时,提高检测的处理精度,以便在调节AFB抗体与其摩尔结合比率的过程中,形成专一性的在线捕捉与浓缩处理,以此维持直接定量检测的应用效果,实现免标记状态下的检测分析。
总结
综上,微芯片技术作为时代科技的前沿,在农产品与食品真菌毒素的检测中,发挥出了自身的技术优势,是优化检测速率,提高检测科学性的重要手段。通过对此项技术的应用研究,可以在光学、电化学等领域中,展现出不同的技术特征,并在保证检测对象与应用技术适应性的同时,为食品安全提供技术保障。
参考文献
[1]付博菲,朱晓龙,邱斌.高通量测序技术在食源性病原体快速检测中的应用进展[J].食品研究与开发,2019,40(03):200-205.
[2]梁攀,董萍,王洋,等.免疫学技术在食品安全快速检测中的应用研究进展[J].食品安全质量检测学报,2018,9(09):2085-2089.
作者简介:
胡延勋(1981.12.20);性别:男,籍贯:河南省宝丰县,学历:硕士,毕业于天津科技大学;现有职称:农艺师;研究方向:农学
(作者单位:平顶山市农产品质量监测中心)