Исследователи из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН и Института физики твердого тела РАН разработали уникальное покрытие для стеклянных сенсорных чипов, которое позволяет с высокой чувствительностью и специфичностью обнаруживать в продуктах микотоксины, такие как токсин плесени афлатоксин B1.
Афлатоксин B1, вырабатываемый плесневыми грибами Aspergillus flavus, — один из самых опасных микотоксинов. Он вызывает онкологические заболевания, нарушения репродуктивной системы и подавляет общий иммунитет человека. 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 используют 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 известны высокое сродство соединений олова к стеклу, а также способность олова образовывать прочные связи с серой, которая содержится в аминокислоте цистеине, присутствующей в белках. Исследователи ГЕОХИ РАН модифицировали поверхность стекла оловосодержащими функциональными группами посредством контролируемого гидролиза хлорида олова. Полученные таким образом модифицированные стеклянные подложки способны прочно связывать конъюгаты афлатоксин B1 — овальбумин.
«Предложенный учеными ГЕОХИ РАН метод модификации стекла отличается быстротой, простотой, доступностью используемых реагентов и дешевизной», — прокомментировал один из участников исследования, старший научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН, кандидат химических наук Артем Синолиц.
Иммобилизованные на поверхности сенсорного чипа конъюгаты связываются по принципу антиген-антитело с антителами к афлатоксину B1. Это приводит к изменению оптических свойств тонкого приповерхностного слоя сенсорного чипа. Регистрируя данные изменения с помощью спектрально-корреляционной интерферометрии, можно определять содержание антител. Разработанная методика позволяет определять афлатоксин B1 в кукурузной муке в концентрациях от 26 пг/мл.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.