Получение аптасенсоров для определения концентрации окситетрациклина
30.08.2019
Авторы:
Название:
Получение аптасенсоров для определения концентрации окситетрациклина
Страницы:
158-166
Актуальной задачей является разработка быстрого и доступного способа количественного определения остаточных количеств поллютантов, в частности, антибиотиков, в сельскохозяйственной и пищевой продукции, в том числе в меде. С использованием печатного электрода и доступных электронных компонентов получен ДНК-аптасенсор, позволяющий определять концентрацию коммерческого препарата окситетрациклина в водных растворах в диапазоне 1-100 ppm. Аптамеры получали методом систематической эволюции лигандов экспоненциальным обогащением (SELEX) из библиотеки последовательностей, содержащих 50 случайных нуклеотидов, фланкированных 20-нуклеотидными последовательностями для отжига праймеров. Для проведения SELEX окситетрациклин иммобилизовали на микрочастицах 40%-ного полиакриламидного геля. Проводили 5 раундов SELEX, включающих отжиг ДНК на иммобилизованный окситетрациклин, отмывку микрочастиц от несвязавшейся ДНК центрифугированием, элюцию связанной ДНК нагреванием и последующую ПЦР. Аптамеры, содержащие аминолинк на 5’-конце, иммобилизовали на поверхности печатного электрода. Методом кондуктометрии показана прямая нелинейная зависимость отклика аптасенсора от концентрации окситетрациклина в диапазоне 1-100 ppm с чувствительностью от 2,5 до 0,02 мкСм/ppm. Методом циклической вольтамперометрии показана линейная зависимость величины анодного пика от десятичного логарифма концентрации окситетрациклина в диапазоне 1-100 ppm.
- 1. ГОСТ 31903-2012 Продукты пищевые. Экспресс-метод определения антибиотиков. / Введ. 2013-07-01. М.: Стандартинформ, 2013. 8 с. http://vsegost.com/Catalog/53/53615.shtml 2. ГОСТ Р 54655-2011 Мед натуральный. Метод определения антибиотиков. / Введ. 2013-01-01. М.: Стандартинформ, 2012. 14 с. http://vsegost.com/Catalog/51/51671.shtml 3. Динков Д, Канелов И., Желяжкова И., Вашин И. Сохранение тетрациклина и окситетрациклина в меде после неправильного применения этих антибиотиков в пчелиных семьях // Российский ветеринарный журнал. 2006. №1. С. 42-43. 4. Chen D., Yao D., Xie C., Liu D. Development of an aptasensor for electrochemical detection of tetracycline // Food Control. 2014. V. 42. P. 109-115. doi:10.1016/j.foodcont.2014.01.018 5. D’Orazio P. Biosensors in clinical chemistry // Clinica Chimica Acta. 2003. V. 334(1-2). P. 41-69. doi:10.1016/s0009-8981(03)00241-9 6. Grieshaber D., MacKenzie R., Voros J., Reimhult E. Electrochemical biosensors - sensor principles and architectures // Sensors. 2008. V. 8(3). P. 1400-1458. doi:10.3390/s80314000 7. Han K., Liang Z., Zhou N. Design strategies for aptamer-based biosensors // Sensors. 2010. V. 10(5). P. 4541-4557. doi:10.3390/s100504541 8. Irvine D., Tuerk C., Gold L. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment with integrated optimization by non-linear analysis // Journal of Molecular Biology. 1991. V. 222(3). P. 739-761. doi:10.1016/0022-2836(91)90509-5 9. Joshi P.S., Relekar A.S., Sutrave D.S. Development of a cyclic voltammetry system by designing a low cost // International Journal of Current Research. 2017. V. 9. P. 51072-51075. 10. Kibbe W.A. OligoCalc: an online oligonucleotide properties calculator // Nucleic Acids Research. 2007. V. 35. P. 43-46. doi:10.1093/nar/gkm234 11. Lakhin A.V., Tarantul V.Z., Gening L.V. Aptamers: problems, solutions and prospects // Acta Naturae. 2013. V. 5(4). P. 34-43. 12. Mehlhorn A., Rahimi P., Joseph Y. Aptamer-based biosensors for antibiotic detection: A review // Biosensors. 2018. V. 8(2). P. 54. doi:10.3390/bios8020054 13. Meloni G.N. Building a microcontroller based potentiostat: a inexpensive and versatile platform for teaching electrochemistry and instrumentation // Journal of Chemical Education. 2016. V. 93(7). P. 1320-1322. doi:10.1021/acs.jchemed.5b00961 14. Mercier M.C., Dontenwill M., Choulier L. Selection of nucleic acid aptamers targeting tumor cell-surface protein biomarkers // Cancers. 2017. V. 9(6). doi:10.3390/cancers9060069 15. Mishra G., Barfidokht A., Tehrani F., Mishra R. Food safety analysis using electrochemical biosensors // Foods. 2018. V. 7(9). P. 141. doi:10.3390/foods7090141 16. Mulyasuryani A., Prasetyawan S. Organophosphate hydrolase in conductometric biosensor for the detection of organophosphate pesticides // Analytical Chemistry Insights. 2015. V. 10. P. 23-27. doi:10.4137/aci.s30656 17. Ruscito A., DeRosa M.C. Small-molecule binding aptamers: selection strategies, characterization, and applications // Frontiers in Chemistry. 2016. V. 4. Article. 14. doi:10.3389/fchem.2016.00014 18. Syed M.A., Pervaiz S. Advances in aptamers // Oligonucleotides. 2010. V. 20(5). P. 215-224. doi:10.1089/oli.2010.0234 19. Thevenot D.R., Toth K., Durst R.A., Wilson G.S. Electrochemical biosensors: recommended definitions and classification // Biosensors Bioelectronics. 2001. V. 16(1-2). P. 121-131. doi:10.1016/s0956-5663(01)00115-4 20. Viswanathan S., Radecka H., Radecki J. Electrochemical biosensors for food analysis // Monatshefte fuer Chemie. Chemical Monthly. 2009. V. 140(8). P. 891-899. doi:10.1007/s00706-009-0143-5 21. Yang X., Li N., Gorenstein D.G. Strategies for the discovery of therapeutic aptamers // Expert Opinion on Drug Discovery. 2010. V. 6(1). P. 75-87. doi:10.1517/17460441.2011.537321 22. Zhang W., Asiri A.M., Liu D., Du D., Lin Y. Nanomaterial-based biosensors for environmental and biological monitoring of organophosphorus pesticides and nerve agents // TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2014. V. 54. P. 1-10. doi:10.1016/j.trac.2013.10.007 23. Zhou J., Rossi J. Aptamers as targeted therapeutics: current potential and challenges // Nature Reviews Drug Discovery. 2016. V. 16(3). P. 181-202. doi:10.1038/nrd.2016.199 24. Zhu X., Shi L. Nano-inspired biosensors for protein assay with clinical applications // Electrochemistry. 2019. P. 209-236. doi:10.1016/b978-0-12-815053-5.00009-x