Biopolym. Cell. 2021; 37(5):346-356.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000A60
Молекулярна та клітинна біотехнології
Валідація сенсорної системи на основі МІП мембран і смартфону та її використання для аналізу реальних зразків
1Яринка Д. В., 1Сергеєва Т. А., 2Пілецька О. В., 3Линник Р. П., 4Антонюк М. З., 5Бровко О. О., 2Пілецький С. А., 1Єльська Г. В.
  1. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03143
  2. Університет Лестера
    Юнівесіті роад, Лейчестер LE1 7RH, Великобританія
  3. Київський національний університет імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська, 64, Київ, Україна, 01601
  4. Національний університет «Києво-Могилянська академія»
    вул. Г. Сковороди 2, Київ, Україна, 04655
  5. Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України
    Харківське шосе, 48, Київ, Україна, 02160

Abstract

Мета. Калібрування та валідація інноваційної сенсорної системи на основі МІП мембран та смартфону для виявлення афлатоксину B1 у реальних зразках зернових. Методи. Пористі молекулярно-імпринтовані полімерні (МІП) мембрани синтезовано in situ згідно методу молекулярного імпринтингу. Етил-2-оксоциклопентанкарбоксилат виконував функції псевдоматриці. Функціональний мономер – акриламід обрано відповідно до результатів молекулярної динаміки. Пористі МІП мембрани товщиною 60 мкм отримували в результаті УФ-полімеризації впродовж 30 хв (Сергеєва та ін. 2017). Флуоресцентні сенсорні відгуки АФВ1, зв’язаного з поверхнею селективних МІП мембран, реєстрували з використанням як спектрофлуориметру, так і камери смартфону з подальшим аналізом за допомогою програми для смартфонів Spotxel® Reader (Sicasys Software GmbH, Німеччина). Результати. Отримано калібрувальні графіки як для флуориметричної сенсорної системи на основі МІП мембран, так і для сенсорної системи на основі смартфона. Показано можливість успішного застосування запропонованих сенсорних систем для аналізу АФB1 в реальних зразках. Висновки. Сенсор на основі МІП мембран був відкалібрований та валідований для надійного та точного виявлення афлатоксину B1 у реальних зразках зернових. Порівняно з традиційними аналітичними методиками, запропонована сенсорна система на основі смартфону та МІП мембран – це доступна, чутлива технологія для аналізу АФВ1, яка не потребує використання спеціалізованого лабораторного обладнання.
Keywords: афлатоксин B1, молекулярно-імпринтовані полімерні мембрани, сенсори на основі смартфонів
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Daou R, Joubrane K, Maroun RG, Khabbaz LR, Ismail A, el Khoury A. Mycotoxins: Factors influencing production and control strategies. AIMS Agricult Food. 2021; 6(1): 416-47.
[2] Martínez-Martínez L, Valdivia-Flores AG, Guerrero-Barrera AL, Quezada-Tristán T, Rangel-Muñoz EJ, Ortiz-Martínez R. Toxic Effect of Aflatoxins in dogs fed contaminated commercial dry feed: a review. Toxins. 2021; 13(1): 65.
[3] Mamo FT, Abate BA, Zheng Y, Nie C, He M, Liu Y. Distribution of Aspergillus fungi and recent aflatoxin reports, health risks, and advances in developments of biological mitigation strategies in China. Toxins. 2021; 13(10): 678.
[4] Williams JH, Phillips TD, Jolly PE, Stiles JK, Jolly CM, Aggarwal D. Human aflatoxicosis in developing countries: a review of toxicology, exposure, potential health consequences, and interventions. Am J Clin Nutr. 2004; 80(5): 1106-22.
[5] Marchese S, Polo A, Ariano A, Velotto S, Costantini S, Severino L. Aflatoxin B1 and M1: Biological properties and their involvement in cancer development. Toxins. 2018; 10(6): 214.
[6] Miklós G, Angeli C, Ambrus Á, Nagy A, Kardos V, Zentai A et al. Detection of Aflatoxins in Different Matrices and Food-Chain Positions. Front Microbiol. 2020; 11:1916
[7] Singh J, Mehta A. Rapid and sensitive detection of mycotoxins by advanced and emerging analytical methods: A review. Food Sci Nutr. 2020; 8(5): 2183-204.
[8] Krska R, Schubert-Ullrich P, Molinelli A, Sulyok M, MacDonald S, Crews C. Mycotoxin analysis: An update. Food Addit Contam. 2008; 25(2): 152-63.
[9] Hussain I, Bowden AK. Smartphone-based optical spectroscopic platforms for biomedical applications: a review. Biomed Opt Express. 2021; 12(4): 1974-98.
[10] Liu J, Geng Z, Fan Z, Liu J, Bioelectronics HC-B and, 2019 undefined. Point-of-care testing based on smartphone: The current state-of-the-art (2017-2018). Biosens Bioelectron. 2019; 132: 17-37
[11] Sergeyeva T, Yarynka D, Piletska E, Linnik R, Zaporozhets O, Brovko O et al. Development of a smartphone-based biomimetic sensor for aflatoxin B1 detection using molecularly imprinted polymer membranes. Talanta. 2019; 201: 204-10.
[12] Spirin YuL, Lipatov YuS, Magdinets VV, Sergeyeva LM, Kercha YuYu, Savchenko TT et al. Polymers based on polyoxypropylene glycol, diisocyanate and ethylene glycol monomethacrylate. Polymer Science USSR. 1968; 10(9): 2463-70.
[13] Guideline ICHHT. Validation of analytical procedures: text and methodology. Q2 (R1) 2005; 1: 05.