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灵敏快速 国内关于乙醛检测方法的研究

2021-08-30 17:15 点击:
  乙醛是一种有机化合物,易燃易挥发,广泛存在于环境中,会刺激皮肤和黏膜,其蒸气对呼吸道有腐蚀性,高浓度的乙醛有致敏性、致突变性和致畸性,会导致人体DNA的损伤,并促进肝脏疾病的形成。
 
  2017年,乙醛被世界卫生组织国际癌症研究机构列入致癌物清单初步整理参考的Ⅱ类致癌物清单。
 
  近年来,中国国家标准化管理委员会、国家质检总局和国家市场监督管理总局等机构相继出台了GB 11934-1989、GB/T 37640-2019等检验标准,其中规定了色谱法、传感器等相关检测方法。随着时间的发展,乙醛的检测方法也在逐渐完善。
 
  一种基于荧光探针的乙醛检测方法
 
  据天眼查显示,2020年,中华人民共和国国家知识产权局通过了河南农业科学院农业质量标准与检测技术研究所的“一种基于荧光探针的乙醛检测方法及应用”专利,该方法实现了对乙醛的特异性识别检测,是首例基于荧光探针的检测乙醛的方法。
 
  荧光探针是一种将分子间的相互作用转换为易识别的光学信号传递给外界的工具,与特定目标分析物发生作用后,荧光信号会发生明显变化从而达到检测目的。荧光探针具有选择性好、灵敏度高、操作简便快速、对检测物损伤少等优点已被广泛应用于检测环境和生物体系中的金属阳离子、阴离子、生物体内活性小分子等方面。
 
  据了解,该方法的原理是将探针作为荧光试剂,在含有探针P1的识别体系中加入乙醛,乙醛分子结构中的醛基与探针分子结构中的氨基发生双缩合反应,生成具有荧光的亚胺产物P1-CH3CHO,释放出荧光信号。
 
  探针P1的结构
 
  为了验证该方法的可靠性,研究人员通过高分辨质谱(HR-MS)对产物P1-CH3CHO的结构进行了确证(附图1)。实验结果表明,P1-CH3CHO理论计算值[M+H]+和[M+Na]+分别为295 .1195和317 .1014 , HR-MS结果对应为 295 .1189和317 .1006。
 
  该检测方法,对乙醛显示了较高的专一选择性和灵敏性,检测过程简便、抗干扰能力强、快速、灵敏,检测结果准确,具备较强的实际应用价值。
 
  一种乙醛光学微生物传感器
 
  近日,青岛农业大学透露,该校生命科学学院教授杨建明团队在微生物传感器领域取得重要进展,相关研究成果发表在国际生物传感器领域期刊Biosensor and Bioelectronics上。
 
  据悉,杨建明团队基于乙醛脱氢酶(AldDH)细菌表面展示系统,开发出一种乙醛光学微生物传感器。相比于传统色谱法检测乙醛含量,该方法具有操作简单、性价比高、灵敏性好等特点,其检测原理是AldDH催化乙醛生成乙酸,同时辅酶NAD+还原为NADH,产物NADH在340nm处有特征吸收峰,因此,在一定范围内,随着乙醛浓度的增加,340nm处的吸光度逐渐升高。
 
  据介绍,该研究通过免疫荧光分析证实了AldDH在细菌表面的精确位置,并从外源蛋白表达条件以及全细胞催化剂反应条件方面对该微生物传感器进行优化,获得一个高灵敏度的乙醛微生物传感器。该微生物传感器可在1~300μM范围内对乙醛进行检测,检测限可达0.33μM,对乙醛具有很好的底物特异性,对其他的醛、糖、醇、酸类都无响应,且具有很好的稳定性。
 
  为了验证该方法的可靠性,研究人员还通过传统的GC-MS方法对实验样品进行了验证,充分证明了该微生物传感器乙醇检测的准确性。
 
  目前,光谱法检测乙醛含量的灵敏度虽然高,但由于其样品前处理时间长、仪器价格相对较高等因素,导致其性价很低。可见,不论是“一种基于荧光探针的乙醛检测方法”还是“乙醛光学微生物传感器”,都在朝着简化样品前处理、提升检测灵敏度的快速检测方向发展。
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