【摘 要】
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乳铁蛋白是牛奶中一种重要的生物活性蛋白,其含量的检测对于保证相应乳及乳制品的质量至关重要。已有的高效液相色谱(HPLC)和酶联免疫等检测方法,存在操作繁琐、耗时长、成本高等局限,因此需要发展高效、准确、简便的乳铁蛋白含量测定方法。相比于抗体,核酸适配体不仅能够以高特异性和高亲和性结合目标蛋白,而且具有易于修饰、成本低、稳定性强等优点。荧光法由于灵敏度高、响应迅速,成为蛋白质适配体传感检测的常用方法
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乳铁蛋白是牛奶中一种重要的生物活性蛋白,其含量的检测对于保证相应乳及乳制品的质量至关重要。已有的高效液相色谱(HPLC)和酶联免疫等检测方法,存在操作繁琐、耗时长、成本高等局限,因此需要发展高效、准确、简便的乳铁蛋白含量测定方法。相比于抗体,核酸适配体不仅能够以高特异性和高亲和性结合目标蛋白,而且具有易于修饰、成本低、稳定性强等优点。荧光法由于灵敏度高、响应迅速,成为蛋白质适配体传感检测的常用方法,但是信号输出方式主要依赖于适配体构象改变引起的荧光强度改变,容易受到复杂样品基体的干扰。本研究以核酸适配体结合蛋白后热稳定性改变作为信号输出,首先采用两种常用模型蛋白凝血酶和血小板衍生生长因子(PDGF-BB),验证了适配体热荧光传感检测蛋白的可行性,然后通过适配体探针的优化设计,建立了乳铁蛋白含量的热荧光分析方法,并将其应用于乳制品样品检测。具体研究和结果如下:(1)凝血酶模型蛋白的核酸适配体热荧光分析方法。采用研究较为成熟的凝血酶-适配体结合体系,验证了凝血酶蛋白的结合能够显著改变具有G-四链体构象适配体的热稳定性,初步建立了基于适配体热稳定性改变的蛋白质检测方法。结果显示,相比于添加DNA结合染料,对适配体探针两端进行荧光标记的方式更适合进行热荧光分析;凝血酶的结合的确改变了适配体的熔解温度(Tm)值。在NaCl浓度为100 nMHEPES缓冲溶液、探针浓度为200 nM以及熔解速率为0.05℃/s的优化实验条件下,Tm改变值(△Tm)信号响应对凝血酶具有很高的特异性,在5 ng/μL-240 ng/μL浓度范围内呈良好的线性关系,并且胎牛血清的干扰较小,实现了复杂样本体系中凝血酶蛋白的定量检测。(2)PDGF-BB模型蛋白的核酸适配体热荧光分析方法。为了验证方法的普适性,进一步选用了另外一种典型的非G-四链体构象PDGF-BB核酸适配体,建立基于适配体热稳定性改变的PDGF-BB蛋白检测方法。结果显示,对于具有发夹和凸环二级结构的PDGF-BB适配体探针,荧光标记比染料同样更适合用作适配体热稳定性改变的信号输出;PDGF-BB蛋白与适配体特异性结合显著增加了适配体的热稳定性(ΔTm>10℃)。在不含Mg2+的PBS缓冲液、探针浓度为200 nM以及熔解速率为0.05℃/s的优化实验条件下,ΔTm信号响应与PDGF-BB蛋白浓度在0.5 ng/μL-12.5 ng/μL范围内线性相关,且受胎牛血清的干扰较小,可以用于复杂样本体系中PDGF-BB蛋白的定量检测。对凝血酶和PDGF-BB适配体分别采用不同荧光标记,实现了两种蛋白的同时热荧光分析检测。(3)核酸适配体热荧光分析方法的乳铁蛋白检测应用。在以上两种适配体的热荧光分析方法成功建立基础上,进行乳铁蛋白适配体探针序列的优化折叠筛选,建立适用于乳制品样品中乳铁蛋白含量检测的适配体热荧光方法。结果显示,在已报道的各种乳铁蛋白适配体序列中,一种与PDGF-BB适配体具有类似发夹和凸环二级结构的DNA序列,在结合乳铁蛋白后,能够产生可检测的热稳定性信号改变;ΔTm信号响应与乳铁蛋白的浓度在10 ng/μL-30ng/μL范围之间呈线性关系,检出限为1.868ng/μL,并且具有良好的特异性。通过扣除实际乳品样品基体对Tm测定的干扰后,定量检测了乳铁蛋白含量,结果与HPLC方法具有一定的一致性,并且加标回收率在79.7%-102.26%。因此,所建立的适配体热荧光分析方法能够用于实际样品中蛋白质含量的准确测定。
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