Короткий опис(реферат):
Based on scientific demonstration and experimental research, this thesis is devoted to studying development and preliminary application of Immunochromatography Test Strips for the Detection of Double Residues of Aflatoxin B1 and Zearalenone, to the establishment of colloidal gold immunochromatographic test strip for the determination of aflatoxin B1 (AFB1) and zearalenone (ZEN) dual residue, so as to provide technical support for the rapid detection of AFB1 and ZEN dual residue in cereal food and feed and ensure the safety of cereal food and feed.
Mycotoxins widely exist in the natural environment, mainly pollute all kinds of grain food and feed, seriously threaten the safety of world food and feed, and do harm to human health and animal husbandry development, which has aroused great concern all over the world. Among the more than 400 mycotoxins reported so far, AFB1 and ZEN are the two most important mycotoxins with wide pollution and great harm. Aflatoxins (AFs) are a toxic secondary metabolite produced by Aspergillus, and produced under natural conditions mainly include AFB1, AFB2, AFG1 and AFG2.
Nowadays, the established immunoassay methods include gold immunochromatographic assay (GICA), enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), fluorescence immunoassay (FIA) and immunosensor (IS), etc. In contrast, GICA technology has the advantages of fast, simple, on-site operation, multiple detection and large amount of screening samples. It has become an important research topic of AFB1 and ZEN dual residue detection, and shows a broad development prospect, which is also the purpose of this study.
The preparation of monoclonal antibodies (mAbs) against AFB1 and ZEN with high sensitivity and high specificity is the key to solve the problem of poor quality and unstable source of antibodies. Because the molecular structures of AFB1 and its homologues AFB2, AFG1 and AFG2 all contain dihydrofuran and oxanaphthone, there are only slight differences in the structures of hexacyclic C7-position lactone and pentacyclic C2-position lactone, and the other structures are exactly the same, it is difficult to prepare a high specific antibody for single recognition of AFB1. Similarly, since ZEN and its homologues have slight differences in molecular structure only on the carbonyl or hydroxyl group at C6’-position and the single bond or double bond at C1'-C2'-position of macrolide ring, it is also very difficult to prepare a single highly specific antibody that recognizes ZEN. The synthesis and screening of artificial immunogens are the basis for the preparation of highly specific antibodies, but the specificity of antibodies not only depends on the physical and chemical properties of the immunogen, but is also closely related to immunization methods and antibody screening methods. This study tries to use small dose (30 μg/mL), long immunization interval (4 weeks), multiple sites on the back (4 to 6 points), and multiple frequency (5 times) immunization methods. At the same time, try to use heterologous indirect non-competitive ELISA (inELISA) and heterologous indirect competition ELISA (icELISA) screen mAbs, and prepare the desired AFB1 mAbs and ZEN mAbs by the above methods.
The establishment of colloidal gold immunochromatographic test strip detection method is the path to solve the rapidity, simplicity, on-site detection and multivariate detection of detection technology. AFB1 mAbs and ZEN mAbs with high-sensitivity and high-specificity are used as the labeling target, colloidal gold is used as the labeling material, two mAbs are labeled with nano-gold and two detection lines are set to realize the dual residue detection of AFB1 and ZEN. By comparing and analyzing the sensitivity of gold labeled antigen competition mode and gold labeled antibody competition mode, the gold labeled antibody competition mode is selected in this paper. In this study, colloidal gold is prepared by trisodium citrate reduction method, gold labeled antibodies are prepared by mey's series stabilization method, and the detection conditions of test strip are optimized, including nitrocellulose membrane selection, gold labeled pad selection, sample pad selection, optimal concentration combination of gold labeled antibody and coated antigen, determination of methanol concentration in sample treatment solution, etc. Finally, the AFB1 and ZEN dual residue colloidal gold immunochromatographic test strip detection method was established, its performance is determined and preliminarily applied, and confirmed by HPLC-MS/MS, so as to provide technical support for the detection of AFB1 and ZEN dual residue in food and feed.
Research has established the method for the preparation and identification of artificial immunogens and coating antigens to obtain high-specific antibodies against AFB1 and ZEN. According to the molecular structure characteristics of AFB1, the carbonyl at C1, the active hydrogen at C2, the hydroxyl at C3, and the C3-C4 bifuran ring are selected as the active sites or active groups, and 6 kinds of artificial immunogen AFB1-BSA and coating antigen AFB1-OVA synthesis methods, including oxime active ester method (OAE), methylation of ammonia (MOA), mixed anhydride (MA), semi acetal (SA), epoxide (EP) and enol ether derivation (EED), have been established. According to the molecular structure characteristics of ZEN, the carbonyl at C6', the active hydrogen at C7', the hydroxyl at C2, and the C5 at the benzene ring are selected as the active sites or active groups, and 5 kinds of artificial immunogens ZEN1-BSA and coating antigen ZEN-OVA synthesis methods, including oxime active ester method (OAE), condensation mixed anhydride method (CMA), formaldehyde method (FA), 1,4-butanediol diglycidyl ether method (BDE) and amino glutaraldehyde method (AGA), have been established. The artificial immunogens are identified by UV, SDS-PAGE and animal immune effect. OAE method is the best method to prepare AFB1 high specific antibody, and AGA method is the best method to prepare ZEN high specific antibody.
Research has established animal immunization method and screening method for positive hybridoma cell lines. The factors affecting animal immune effect include dosage, injection route, time interval, adjuvant use, immunization times and individual differences, among which, immunization dose and time interval are the key factors. After continuous attempts, we have reached the same conclusion as some scholars that low-dose immunogen can induce the production of specific antibodies, and a longer time interval can improve the affinity of antibodies. Therefore, this study established a low-dose (30 μg/mL), long-term interval (4 weeks), multiple points on the back (4-6 points), and multiple frequency (5 times) animal immunization methods. This study successfully established the screening method for positive hybridoma cells, including 4 steps. The first is to use homologous inELISA to determine the antibody titer to correctly evaluate the immunogenic immunoreactivity; the second is to use heterologous inELISA to determine the antibody titer to evaluate the recognition of antibodies; the third is to use a heterologous icELISA to determine the IC50 value of the antibody to AFB1 to correctly evaluate the sensitivity of the antibody; the fourth is to use a cross-reactivity test to determine the cross-reactivity between the antibody and hapten analogs to correctly evaluate the antibody specificity. Using the above method, 3 positive hybridoma strains of AFB1 mAb 2A11, 2F6 and 3G2, and 2 positive hybridoma strains of ZEN mAb 2B6 and 4D9 are screened. The mAbs are prepared by inducing ascites in vivo, and the immunological characteristics of each mAb are identified, including karyotype identification by colchicine blocking method, the class and subclass determination by mouse mAb homotype kit, the stability determination by hybridoma cell passage culture method, the affinity constant (Ka) determination by batty saturation method, the sensitivity determination by icELISA, and the specificity determination by cross-reaction test.
Research has established AFB1 single residue (ZEN single-residue) and AFB1 and ZEN dual residue colloidal gold immunochromatographic test strip detection methods and performance identification methods. The AFB1 single residue colloidal gold immunochromatographic test paper is constructed with nano-gold labeled AFB1 mAb, and the test strip parameters are optimized. Similarly, ZEN single residue colloidal gold immunochromatographic test paper is assembled. AFB1 mAb and ZEN mAb are labeled with nano-gold, and a certain proportion of mixed gold labeled mAbs are configured according to the detection sensitivity of single residual colloidal gold immunochromatographic test strip; The corresponding immunogens AFB1-BSA (OAE) and ZEN-BSA (AGA) are used to set up two detection lines on the nitrocellulose (NC) membrane, and the dual residue colloidal gold immunochromatographic test strip of AFB1 and ZEN is assembled and established. The performances of the prepared colloidal gold immunochromatographic test strip are determined, including the visual detection limit by visual method, the machine-readable detection limit and IC50 value by the test strip reader scanning method (BioDot-TSR3000 strip reader), the stability determination by intra batch and inter batch tests, and the validity period determination according to the test results.
The 6 immunogens of AFB1 were identified by UV and SDS-PAGE, and the results showed that the 6 immunogens were synthesized successfully, and the molecular binding ratios of AFB1 to BSA were 8.64∶1 (OAE), 6.88∶1 (MOA), 10.78∶1 (MA), 4.46∶1 (SA), 6.38∶1 (EP) and 2.31∶1 (EED), respectively. Balb/c mice were immunized with 6 immunogens of AFB1. The results showed that AFB1-BSA (OAE) had the best effect among the 6 immunogens. The titer of AFB1 pAb reached 1:(1.6×103), and the IC50 value was 10.14 μg/kg. AFB1 pAb had the strongest specificity, could recognize AFB1 100%, and its CR values with AFB2, AFG1 and AFG2 were 6.32%, 3.76% and less than 1.0%, respectively. Similarly, the 5 immunogens of ZEN were identified by UV and SDS-PAGE, and the results showed that the 5 immunogens were synthesized successfully, and the molecular binding ratios of ZEN and BSA were 17.2:1 (OAE), 14.6:1 (CMA), 9.7:1 (FA), 8.3:1 (BDE) and 11.6:1 (AGA), respectively. Among the 5 immunogens of ZEN, ZEN-BSA (AGA) had the best immune effect. The titers of ZEN pAb reached 1:(1.6×103), and the IC50 value was 18.77 μg/kg. It had the strongest specificity and could recognize ZEN 100%, and its CR values with α-ZAL, α-ZAL, α-ZOL, β-ZOL, ZON were 1.48%, 1.36%, 3.57%, 1.65% and 4.86%, respectively. Therefore, this study screened out that the OAE method was the best method for preparing AFB1 highly specific antibodies, and the AGA method was the best method for preparing ZEN highly specific antibodies.
The immunological characteristics of the selected AFB1 mAb 2A11, 2F6 and 3G2 hybridoma cell lines were identified. The results showed that the best was 2A11, which belonged to the IgG1 subtype with kappa light chain, and could stably secrete antibodies after 5 passages. The titers of AFB1 mAb in cell culture supernatant was 1: (6.4×102) and in ascites was 1: (5.12×105) by inELISA. Its Ka was 1.05×109 L/moL, and its IC50 value for AFB1 was 6.28 μg/kg. It could recognize AFB1 100%, and its CR values with AFB2, AFG1 and AFG2 were 4.35%, 2.30% and less than 1.0%, respectively. Similarly, two positive hybridoma cell lines of ZEN mAb 2B6 and 4D9 were identified, and the results showed that the best of them was 2B6, which belonged to the IgG1 subtype with kappa light chain, and could stably secrete antibodies after 5 passages. The titers of ZEN mAb in cell culture supernatant was 1: (5.12×102) and in ascites was 1: (5.12×105) by inELISA. Its Ka was 7.69×109 L/moL, and its IC50 value for ZEN was 10.38 μg/kg. It could recognize ZEN 100%, and its CR values with α-ZAL, α-ZAL, α-ZOL, β-ZOL, and ZON were 1.52%, 1.28%, 2.64%, 1.83%, and 4.27%, respectively. Therefore, this study produced high-titer, high-sensitivity and high-specificity AFB1 mAb and ZEN mAb, which could be used for immunoassays for the detection of AFB1 and ZEN residues.
The performances of AFB1 (or ZEN) single residue test strip and AFB1 and ZEN dual residue test strip were measured. The results showed that the visual LOD of AFB1 single residue test strip was 1.0 µg/L (5.0 µg/L for ZEN), the machine-readable LOD was 0.24 µg/L (1.51 µg/L for ZEN), and the machine-readable IC50 value was 1.11 µg/L (4.97 µg/L for ZEN). There was no CR with other compounds. The results of 6 batches of AFB1(or ZEN) single residue strip were measured and showed good stability. The validity period was 6 months at 4 ℃ in refrigerators and 25 ℃ room temperature. The visual LODs of AFB1 and ZEN dual residue test strip were 1.0 ng/mL and 5.0 ng/mL for AFB1 and 5.0 ng/mL respectively, and the machine-readable LODs for AFB1 and ZEN were 0.23 µg/L and 1.53 µg/L respectively, and the machine-readable IC50 value for AFB1 and ZEN were 1.15 µg/L and 4.91 µg/L respectively. The test results of 6 batches of AFB1 and ZEN dual residue test strip of different batches were completely consistent and showed good stability. The validity period was the same as the single residue test strip. The AFB1 and ZEN dual residue test strip were used for preliminary application and verified by HPLC-MS/MS. The 20 known positive samples including 12 AFB1 positive samples and 8 ZEN positive samples were tested. The results showed that the positive coincidence rate was 100%. A total of 60 natural samples of corn, rice, flour, and feed were tested. 39 positive samples were detected, including 22 positive samples for AFB1 and 17 positive samples for ZEN, which were consistent with the HPLC-MS/MS detection results, with a coincidence rate of 100 %.
Thus, the results of this study focused on the synthesis of ideal immunogens, which solved the problem of poor immunogenicity of AFB1 and ZEN; preparation high-titer, high-sensitivity and high-specificity AFB1 mAbs and ZEN mAbs, which solved problems of the unstable source of antibodies and unstable quality of antibodies; the establishment of AFB1 (or ZEN) single residue and AFB1 and ZEN dual residue detection test strip, which solved the problems of rapidity, simplicity, multiple detection and on-site detection; preliminary application and verification by HPLC-MS/MS of AFB1 (or ZEN) single residue and AFB1 and ZEN dual residue detection test strip, which solved the problems of practicability and reliability. Finally, technical support was provided to realize the rapid detection of AFB1 and ZEN dual residue and ensure the safety of food and feed.
We recommend using the materials of the dissertation work when studying the courses " Veterinary microbiology", Veterinary sanitary examination" for masters of the Faculty of Veterinary Medicine of Sumy NAU. And for the courses "Veterinary microbiology “for masters of the Henan Institute of Science and Technology (HIST).
Суть розробки, основні результати:
Мікотоксини широко поширені в природному середовищі, головним чином контамінують усі види зернових продуктів харчування та кормів, серйозно загрожують безпеці харчових продуктів і кормів у світі та завдають шкоди здоров’ю людини та розвитку тваринництва, що викликало велику стурбованість у всьому світі. Забезпечення тварин якісними кормами – головна умова підтримання здоров’я поголів’я та отримання максимального рівня їхньої продуктивності. Але із підвищенням температури у весняний період якість кормів може погіршуватися. І в першу чергу це пов’язано із активним ростом мікроскопічних грибів на поживних субстратах (силосі, сіні, фуражному зерні та інших кормах). Серед мікотоксинів, які детально вивчені на сьогоднішній день, є два найбільш значимі: AFB1 (афлатоксин В1) і ZEN (зераленон). Останні забруднюють навколишнє середовище та завдають великої шкоди. Оцінивши недостатню вивченість зазначених питань враховуючи актуальність питання метою дисертаційної роботи було створення та впровадження імунохроматографічного діагностикуму з використанням моноклональних антитіл мічених колоїдним золотом (GICA; Colloidal Gold Immunochromatograohic Assay) у вигляді тест-смужок для одночасного виявлення залишків мікотоксинів AFB1 та ZEN, щоб забезпечити технічну підтримку їх швидкого виявлення й гарантування безпечного споживання зернових харчових продуктів і кормів.
Більшість країн світу ввели чіткі положення щодо максимально допустимих залишків речовин (MRL) AFB1 в продуктах харчування.
Створення імунохроматографічного методу виявлення з застосуванням тест-смужок колоїдного золота є шляхом до вирішення питань швидкості і гарантії безпечної зернової продукції. Наукова новизна результатів дослідження полягає в тому що вперше порівняно та проаналізовано імунореактивність гаптенних білків AFB1 та ZEN, синтезування з них антигенів із застосуванням сучасних методів і хімічних сполук, відібрано найкращі антигени (6 видів штучного антигену AFB1 та 5 видів штучних антигенів ZEN) для отримання високоспецифічних антитіл до AFB1 та ZEN. Підібрано найбільш ефективний метод імунізації тварин-донорів для отримання високоспецифічних антитіл і методи скринінгу отриманих із застосуванням відповідних технологій гібридомних клітинних ліній, а також виготовлено високочутливі та високоспецифічні моноклональні антитіла до AFB1 та ZEN.
Результати досліджень впроваджуваються в практику провідних держав світу, а технологію отримання діагностичних смужок рекомендовано до уваги комерційним фірмам Китаю й інших країн для розробки відповідних тест-систем.
В експериментальних дослідженнях використана незначна доза для імунізації (30 мкг/см3), тривалий інтервал між введеннями антигену (4 тижні), тваринам-донорам в ділянці спини (4–6 місць) а також багаторазова імунізація (5 разів). Для контроля активності отриманих сироваток було використано непрямий конкурентний імуноферментний аналіз (inELISA) і непрямий конкурентний імуноферментний аналіз (icELISA) з моноклональними антитілами до AFB1 і ZEN.
В експерименті було досліджено 60 натуральних зразків кукурудзи, рису, борошна, кормів. Як результат, було виявлено 39 позитивних зразків, у тому числі 22 позитивних зразки з AFB1 та 17 позитивних зразків з ZEN. Крім того, ефективність розробленого методу одночасного виявлення токсинів AFB1 та ZEN із застосуванням імунохроматографічної тест-смужки з моноклональними антитілами міченими колоїдним золотом, була підтверджена традиційним методом рідинної хроматографії з тандемною мас-спектрометрією (100% збіг результатів) під час виявлення цих токсинів в продуктах харчування й кормах.
Запропонувано методи синтезування ідеальних антигенів, що вирішило проблему гаптенних характеристик AFB1 і ZEN; приготування високочутливих і високоспецифічних моноклональних антитіл до AFB1 і ZEN, які вирішли проблеми нестабільного джерела антитіл і нестабільної їх якості; створила тест-смужки для виявлення одного з залишків AFB1 (або окремо ZEN) і тест-смужки для виявлення обох залишків AFB1 і ZEN одночасно, останнє вирішило проблеми швидкості, простоти, багаторазового виявлення та виявлення на місці без використання дорогого обладнання. Контрольні дослідження проб зернових продуктів на наявність AFB1 або ZEN у варіанті тест-смужок з одним із компонентів і з двома одночасно показали повний збіг з результатами рідинної хроматографії з тандемною мас-спектрометрією, показали свою практичність і надійність. Впровадження методу одночасного виявлення залишків AFB1 і ZEN тест-смужками дає підставу для розробки діагностикумів з метою виявлення подібних продуктів, крім того, застосування цього методу гарантує безпеку зернових харчових припасів і кормів під час споживання кінцевого продукту людьми або тваринами.
AFB1 mAbs і ZEN mAbs з високою чутливістю та високою специфічністю використовували як мішень для маркування, колоїдне золото як матеріал для мічення, дві mAb були мічені нанозолотом, було встановлено дві лінії виявлення для реалізації подвійного визначення залишків AFB1 і ZEN.
Шляхом порівняння та аналізу чутливості режиму конкуренції антигену, міченого золотом, і режиму конкуренції антитіл, мічених золотом було вибрано режим конкуренції антитіл, мічених золотом.
Колоїдне золото готували методом відновлення тринатрійцитратом, мічені золотом антитіла готували методом стабілізації серії Мея. Умови виявлення тест-смужки було оптимізовано, включаючи вибір нітроцелюлозної мембрани, вибір міченої золотом пластини, вибір пластини для зразка, вибір оптимальної комбінації концентрації міченого золотом антитіла та антигену з покриттям, визначення концентрації метанолу в розчині для обробки зразка тощо. Було встановлено імунохроматографічний метод виявлення з використанням тест-смужок AFB1 та ZEN із подвійним залишком колоїдного золота. Була визнана та попередньо доведена його ефективність, а також підтверджена HPLC-MS/MS, щоб забезпечити технічну підтримку для виявлення подвійних залишків AFB1 та ZEN в продуктах харчування та кормах.
Дослідження обгрунтували метод приготування та ідентифікації штучних імуногенів і антигенів покриття для отримання високоспецифічних антитіл проти AFB1 і ZEN. Відповідно до характеристик молекулярної структури AFB1, карбоніл у C1, активний водень у C2, гідроксил у C3 та біфуранове кільце C3-C4 вибиралися як активні центри або активні групи, крім того відбирали 6 видів штучного імуногену AFB1-.
В результаті експериментальних досліджень були встановлені методи синтезу BSA та антиген покриття AFB1-OVA, включаючи метод активного ефіру оксиму (OAE), метилювання аміаку (MOA), змішаний ангідрид (MA), напівацеталь (SA), епоксид (EP) та похідне енольного ефіру (EED).
Відповідно до характеристик молекулярної структури ZEN, карбоніл у C6', активний водень у C7', гідроксил у C2 та C5 у бензольному кільці були видібрани як активні центри або активні групи, а також 5 видів штучних імуногенів. Дослідженнями було встановлені методи синтезу ZEN1-BSA та антигену покриття ZEN-OVA, включаючи метод активного ефіру оксиму (OAE), метод конденсації змішаного ангідриду (CMA), метод формальдегіду (FA), метод 1,4-бутандіол дигліцидилового ефіру (BDE) та метод аміноглутаральдегіду (AGA). Штучні імуногени ідентифікували за УФ, SDS-PAGE та імунним ефектом тварин. Було визначено, що метод OAE є найкращим методом для отримання високоспецифічних антитіл AFB1, а метод AGA є найкращим методом для отримання ZEN високоспецифічних антитіл.
Дослідження встановили ефективність методу імунізації тварин і методу скринінгу позитивних клітинних ліній гібридоми. Фактори, що впливають на імунний ефект тварин, включають дозу, шлях ін’єкції, інтервал часу, використання ад’ювантів, час імунізації та індивідуальні відмінності, серед яких доза імунізації та інтервал часу є ключовими факторами. Після проведення порівняльних дослідів доведено, що низькі дози імуногену можуть індукувати вироблення специфічних антитіл, а довший проміжок часу може покращити афінність антитіл. Дослідженнями встановлено низьку дозу (30 мкг/мл), тривалий інтервал (4 тижні), багатоточкову імунізацію в ділянку спини (4-6 точок) і багаторазову (5 разів) імунізацію тварин.
Це дослідження успішно запровадило метод скринінгу позитивних гібридомних клітин, що включає 4 етапи.
Перший етап полягає у використанні гомологічного inELISA для визначення титру антитіл для правильної оцінки імуногенної імунореактивності; другий полягає у використанні гетерологічного inELISA для визначення титру антитіл з метою оцінки розпізнавання антитіл; третій — використання гетерологічного icELISA для визначення значення IC50 антитіла до AFB1, щоб вірно оцінити чутливість антитіла; четвертий — використання тесту на перехресну реактивність для визначення перехресної реактивності між антитілом і аналогами гаптену, щоб вірно оцінити специфічність антитіла.
Використовуючи вищевказаний метод, скринінгували 3 позитивні гібридомні штами AFB1 mAb 2A11, 2F6 і 3G2 і 2 позитивні гібридомні штами ZEN mAb 2B6 і 4D9. mAb готували шляхом індукування асциту in vivo, також ідентифікували імунологічні характеристики кожного mAb, включаючи ідентифікацію каріотипу за допомогою методу блокування колхіцину, визначення класу та підкласу за допомогою набору гомотипу мишачого mAb, визначення стабільності за допомогою методу пасажу гібридомних клітин, визначення константи афінності (Ka) за допомогою методу насичення, визначення чутливості за допомогою icELISA та визначення специфічності за допомогою тесту перехресної реакції.
Дослідження довели ефективність методу визначення одного залишку AFB1 (однозалишковий ZEN) і AFB1 і подвійного залишку колоїдного золота за допомогою імунохроматографічних тест-смужок і методу ідентифікації ефективності. Імунохроматографічний тестовий папір з одним залишком колоїдного золота AFB1 складається з mAb AFB1, поміченого нанозолотом та оптимізованих нами параметрів тест-смужків. Подібним чином збирається імунохроматографічний тестовий папір ZEN з одним залишком колоїдного золота. AFB1 mAb і ZEN mAb мічені нанозолотом, а певна частка змішаних mAb, мічених золотом, конфігурується відповідно до чутливості виявлення однієї імунохроматографічної тест-смужки із залишковим колоїдним золотом. Відповідні імуногени AFB1-BSA (OAE) і ZEN-BSA (AGA) були використані для створення двох ліній виявлення на нітроцелюлозній (NC) мембрані, а також було зібрано та встановлено імунохроматографічну тест-смужку з подвійним залишком колоїдного золота AFB1 і ZEN.
Було проведено визначення характеристики підготовленої імунохроматографічної тест-смужки з колоїдним золотом, включаючи межу візуального виявлення візуальним методом, машинозчитувану межу виявлення та значення IC50 за допомогою скануючого пристрою для зчитування тест-смужок (стріп-рідер BioDot-TSR3000), визначення стабільності за допомогою внутрішньосерійні та міжсерійні випробування та визначення терміну придатності за результатами випробувань.
Нами було ідентифіковано 6 імуногенів AFB1 за допомогою УФ та SDS-PAGE, і результати показали, що 6 імуногенів були успішно синтезовані, а коефіцієнти молекулярного зв’язування AFB1 з BSA становили 8,64∶1 (OAE), 6,88∶1 (MOA), 10,78∶1 (MA), 4,46∶1 (SA), 6,38∶1 (EP) і 2,31∶1 (EED) відповідно.
Мишей Balb/c імунізували 6 імуногенами AFB1. Результати показали, що серед 6 імуногенів найкращий ефект мав AFB1-BSA (OAE). Титр AFB1 pAb досягав 1:(1,6×103), а значення IC50 становило 10,14 мкг/кг. AFB1 pAb мав найсильнішу специфічність, міг розпізнавати AFB1 на 100%, а його значення CR для AFB2, AFG1 і AFG2 становили 6,32%, 3,76% і менше 1,0% відповідно. Подібним чином, 5 імуногенів ZEN були ідентифіковані за допомогою УФ та SDS-PAGE. Результати досліджень показали, що 5 імуногенів були успішно синтезовані, а молекулярні співвідношення зв’язування ZEN і BSA становили 17,2:1 (OAE), 14,6:1 (CMA). ), 9,7:1 (FA), 8,3:1 (BDE) і 11,6:1 (AGA) відповідно. Серед 5 імуногенів ZEN найкращий імунний ефект мав ZEN-BSA (AGA). Титри ZEN pAb досягали 1:(1,6×103), а значення IC50 становило 18,77 мкг/кг. Він мав найсильнішу специфічність і міг розпізнавати ZEN на 100%, а його значення CR для α-ZAL, α-ZAL, α-ZOL, β-ZOL, ZON становили 1,48%, 1,36%, 3,57%, 1,65% і 4,86%, відповідно.
Таким чином, це дослідження показало, що метод ОАЕ був ефективним методом для отримання високоспецифічних антитіл AFB1, а метод AGA був ефективним методом для отримання високоспецифічних антитіл ZEN.
Були ідентифіковані імунологічні характеристики відібраних ліній гібридомних клітин AFB1 mAb 2A11, 2F6 і 3G2. Результати показали, що найкращим був 2A11, який належав до підтипу IgG1 з легким каппа-ланцюгом і міг стабільно секретувати антитіла після 5 пасажів. Титри AFB1 mAb у супернатанті клітинної культури становили 1: (6,4 × 102), а в асциті – 1: (5,12 × 105) за допомогою ELISA. Його Ka становив 1,05×109 л/моль, а значення IC50 для AFB1 становило 6,28 мкг/кг. Метод розпізнає AFB1 на 100%, а його значення CR для AFB2, AFG1 і AFG2 становили 4,35%, 2,30% і менше 1,0% відповідно. Аналогічно було ідентифіковано дві позитивні гібридомні клітинні лінії ZEN mAb 2B6 і 4D9. Результати досліджень показали, що найкращою з них була 2B6, яка належала до підтипу IgG1 з легким каппа-ланцюгом і могла стабільно секретувати антитіла після 5 пасажів. Титри ZEN mAb у супернатанті клітинної культури становили 1: (5,12 × 102), а в асциті – 1: (5,12 × 105) за методом ELISA. Його Ka становив 7,69×109 л/моль, а значення IC50 для ZEN становило 10,38 мкг/кг. Метод розпізнає ZEN на 100%, а його значення CR для α-ZAL, α-ZAL, α-ZOL, β-ZOL і ZON становили 1,52%, 1,28%, 2,64%, 1,83% і 4,27% відповідно. Таким чином, у цьому дослідженні були отримані mAb AFB1 і ZEN mAb з високим титром, високою чутливістю та високою специфічністю, які можна було використовувати для імунологічних аналізів для виявлення залишків AFB1 і ZEN.
Визначали ефективність тест-смужки AFB1 (або ZEN) з одним залишком і тест-смужки AFB1 і ZEN з подвійним залишком. Результати показали, що візуальний LOD тест-смужки з одним залишком AFB1 становив 1,0 мкг/л (5,0 мкг/л для ZEN), читаний з приладів LOD становив 0,24 мкг/л (1,51 мкг/л для ZEN), а зчитуване значення IC50 становило 1,11 мкг/л (4,97 мкг/л для ZEN). Не реєстрували CR з іншими сполуками. Було визначено результати 6 партій AFB1 (або ZEN) однієї залишкової смужки, яка показала високу стабільність. Термін придатності склав 6 місяців при 40 С в холодильниках та кімнатній температурі до 250 С. Візуальні LOD тест-смужки з подвійним залишком AFB1 і ZEN становили 1,0 нг/мл і 5,0 нг/мл для AFB1 і 5,0 нг/мл відповідно, а зчитані з приладів LOD для AFB1 і ZEN становили 0,23 мкг/л і 1,53 мкг/л. відповідно, а зчитані з приладів значення IC50 для AFB1 і ZEN становили 1,15 мкг/л і 4,91 мкг/л відповідно.
Результати випробувань 6 партій тест-смужок із подвійним залишком AFB1 і ZEN різних партій були повністю відповідними та показали високу стабільність. Термін придатності був таким же, як і для тест-смужки з одним залишком. Тест-смужки AFB1 і ZEN з подвійним залишком використовували для попереднього нанесення та перевіряли за допомогою ВЕРХ-МС/МС. Було протестовано 20 відомих позитивних зразків, у тому числі 12 позитивних зразків AFB1 та 8 позитивних зразків ZEN.
Результати показали, що позитивний збіг склав 100%. Всього було досліджено 60 натуральних зразків кукурудзи, рису, борошна, кормів. Було виявлено 39 позитивних зразків, у тому числі 22 позитивних зразки для AFB1 та 17 позитивних зразків для ZEN, які узгоджувалися з результатами виявлення ВЕРХ-МС/МС із рівнем збігу 100 %.
Таким чином, результати нашої роботи були зосереджені на синтезі ідеальних імуногенів, що вирішило проблему низької імуногенності AFB1 і ZEN; приготування високотитрових, високочутливих і високоспецифічних mAb AFB1 і ZEN mAb, які попередили виникнення нестабільного джерела антитіл і нестабільної якості антитіл. Створення тест-смужки для виявлення одного залишку AFB1 (або ZEN) і тест-смужки для виявлення подвійних залишків AFB1 і ZEN дало змогу швидко, просто, багаторазово виявити залишки мікотоксині. Попереднє застосування та перевірка за допомогою ВЕРХ-МС/МС тест-смужки для виявлення одного залишку AFB1 (або ZEN) і тест-смужки для виявлення подвійного залишку AFB1 і ZEN довело практичність та надійність цього методу. Таким чином, отримана ефективна технічна підтримка для реалізації швидкого виявлення подвійних залишків AFB1 і ZEN і забезпечення безпеки харчових продуктів і кормів. Матеріали дисертаційної роботи використовуються при викладанні курсів «Ветеринарна мікробіологія», «Ветеринарно-санітарна експертиза» для магістрів факультету ветеринарної медицини Сумського НАУ та курсу «Ветеринарна мікробіологія» для магістрів Інституту науки Хенань і технології (HIST).