单分子水平光诱导力红外光谱的无标记生物毒素检测技术

Ji, B., Kenaan, A., Gao, S., Cheng, J., Cui, D., Yang, H., Wang, J., Song, J.
Analyst

Abstract

当前对生物毒素监测简便解决方案的研究需求日益迫切，该问题在食品安全与反恐领域均具有重大关切。现有技术如免疫层析测试（ICT）、酶联免疫吸附测定（ELISA）和质谱分析法，仍难以满足快速、无标记且超灵敏检测的需求。为此，本研究采用基于原子力显微镜的单分子无标记检测方法，通过光诱导力光谱解决了上述问题——以三种重要生物毒素（即蓖麻毒素ABR、相思子毒素RT和产气荚膜梭菌外毒素ETX）进行单分子检测验证。成功获得了分子量低至30 kDa的单个蛋白质颗粒的光诱导力光谱，并通过对每种蛋白质进行主成分分析（PCA），构建了标准化PCA鉴定数据库。基于该数据库，混合毒素蛋白中的各组分得以准确区分。该策略表明光诱导力显微镜（PiFM）不仅是单蛋白检测的强大工具，更在蛋白质结构分析领域具有应用潜力。

DOI: 10.1039/c9an01338e