ИОФ РАН
Экспрессный высокочувствительный метод измерения концентрации охратоксина А в продуктах питания с помощью тест-полосок на основе магнитных биометок
Пресс-релиз публикации: Orlov A.V., Malkerov Ju.A., Novichikhin D.O., Znoyko S.L., Nikitin P.I. Express high-sensitive detection of ochratoxin A in food by a lateral flow immunoassay based on magnetic biolabels. Food Chemistry, 2022, vol. 383, p. 132427. DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.132427
В работе, опубликованной в одном из наиболее авторитетных журналов в области создания методов анализа продуктов питания, учёные из ИОФ РАН предложили новый скоростной и чувствительный подход для измерения концентрации охратоксина А (ОТА). ОТА является одним из основных и наиболее опасных природных контаминантов продуктов питания и сельскохозяйственных товаров. Этот микотоксин, продуцируемый микроскопическими плесневыми грибами, может вызывать поражение почек, ингибирует синтез белков и ДНК/РНК, подавляет активность ферментов и вызывает окислительный стресс. Кроме того, ОТА является тератогеном и проявляет иммунодепрессивные, нейро- и иммунотоксические свойства. Воздействие ОТА может происходить при употреблении зараженных пищевых продуктов (молока, круп, овса, яиц, мяса, вина, кофе и многих других), фитофармацевтических препаратов и даже грудного молока.
На сегодняшний день к золотому стандарту определения концентрации OTA относится группа методов, основанных на использовании жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическими детекторами. Однако, несмотря на значительные успехи в применении новых, упрощенных протоколов пробоподготовки, методы из данной группы по-прежнему остаются сложными, дорогими, время- и трудо-затратными, требующими особо квалифицированных операторов для получения и интерпретации результатов исследования. В частности, задача быстрого определения OTA в полевых условиях требует использования иных подходов.
Авторами из ИОФ РАН разработан простой в использовании метод иммунохроматографического анализа для быстрого, точного и высокочувствительного количественного определения ОТА (Рисунок 1). Достигнут предел обнаружения 11 пг/мл ОТА при времени анализа менее 20 минут, что является рекордным значением среди быстрых аналитических систем для определения ОТА. Анализ характеризуется высокой точностью результатов в диапазоне как низких, так и высоких концентраций. Это связано с необычайно высоким значением наклона линейного калибровочного графика: сигнал, измеряемый путем электронного детектирования магнитных биометок с использованием их нелинейной намагниченности, меняется практически в 1000 раз в пределах динамического диапазона концентраций ОТА (5 порядков). Эксперименты подтвердили высокую специфичность, повторяемость и воспроизводимость результатов анализа, в том числе путем измерения концентрации ОТА в реальных образцах зараженной кукурузной муки. Разработанный метод является перспективным аналитическим инструментом для контроля безопасности пищевых продуктов и кормов; он может стать экспрессной, удобной и высокоточной альтернативой традиционным сложным лабораторным методам на основе жидкостной хроматографии.
Рис. 1. Схема разработанного метода определения концентрации охратоксина А. (Источник: Orlov A.V., Malkerov Ju.A., Novichikhin D.O., Znoyko S.L., Nikitin P.I. Express high-sensitive detection of ochratoxin A in food by a lateral flow immunoassay based on magnetic biolabels. Food Chemistry, 2022, vol. 383, p. 132427. DOI: 10.1016/j.foodchem.2022.132427)
Предложенный подход является простым, доступным, адаптируемым для детектирования других малых молекул, и в ближайшем будущем может начать применяться не только для контроля пищевой продукции, но и в медицинской диагностике, экологическом мониторинге, для обеспечения биобезопасности и в других жизненно важных областях.
Работа была выполнена на базе лаборатории «Биофотоника» ЦЕНИ ИОФ РАН.
Исследование было поддержано грантом Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в форме субсидий на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития (регистрационный номер 2020-1902-01-222, идентификатор субсидии 075-15-2020-774).
Пресс-релиз подготовил старший научный сотрудник центра естественно-научных исследований ИОФ РАН, кандидат физико-математических наук, А.В. Орлов.