基于免疫磁珠的赭曲霉毒素检测技术研究

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赭曲霉毒素是真菌毒素中对人类健康和食品安全危害最大的一种,食品中其含量受到了严格控制。现有的赭曲霉毒素检测方法存在操作较为繁杂、耗时较长、成本较高等局限性。免疫层析检测技术是即时检测的主流方法之一,具有高效、便携、成本低、操作简便的优点。磁性纳米粒子(MNPs)在免疫测定中有着独特的优势,以MNPs为载体开发出OTA微量磁性免疫层析检测装置为真菌毒素定量检测提供了一种新的实现路径。本文提出了一种基于免疫磁珠的赭曲霉毒素定量检测方法,用于实现微量磁性免疫层析试纸的快速定量检测,通过使用激励源和检测元件搭建的检测平台实现了磁性免疫层析试纸反应区域微磁信号的识别和采集,实现了赭曲霉毒素A(OTA)的定量检测。主要工作如下:(1)建立微量磁性免疫层析试纸检测系统仿真优化模型。首先根据MNPs磁响应特性以及磁性免疫层析原理对试纸检测线磁响应信号的线磁偶级子模型进行理论分析,确定本设计的可行性。对常见均匀磁场发生器进行建模,对比确定亥姆霍兹线圈为检测系统所用最佳励磁源,构建检测系统仿真模型并对T线和C线的磁响应信号进行仿真,完成励磁电流和传感器检测位置的优化。(2)完成微量磁性免疫层析试纸检测平台的构建。使用亥姆霍兹线圈和TMR磁传感器构建微量磁性免疫层析试纸检测终端,亥姆霍兹线圈用于提供激励磁场,TMR磁传感器用于检测磁性免疫层析试纸T线和C线的磁响应信号。使用C#语言编写上位机界面,构建人机交互页面,实现对检测平台的控制、数据接收和保存。(3)实现OTA的定量检测。首先采用EDC/NHS法制备功能化MNPs,完成磁性免疫层析试纸的制备,试验并对采集到的原始磁信号进行分析处理,针对原始信号存在噪声干扰使用集合经验模态分解(EEMD)算法滤波降噪,针对磁信号存在基线漂移使用最小二乘法校正基线,提取特征值T/C值并分析其与OTA浓度变换关系,绘制标准化曲线,实现OTA定量检测,并对检测系统的准确性和重复性进行评价。研究结果表明:本设计搭建的基于免疫磁珠的磁性免疫层析检测系统有效的实现了OTA的定量检测,该系统1min内便可以完成一次扫描,标准曲线在0.1~5μg/L之间线性度良好,定量检测限为0.32μg/L,检测系统具有良好的准确性和重复性。
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