Inmunosensor a base de nanopartículas de óxido de zinc y anti-Afla B1 para la detección de avena contaminada por micotoxinas

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v12i5.37402

Palabras clave:

Anticuerpo; Micotoxicosis; Biodispositivo; AFM; Electroquímico.

Resumen

La aflatoxina B1 (AFLA B1) es un tipo de micotoxina, considerada la más cancerígena del grupo. Observado en varios alimentos, su ingestión puede conducir a varias patologías o incluso a la muerte a largo plazo. A través del consumo de alimentos contaminados por humanos y animales. Las técnicas existentes para su detección se basan en la cromatografía o ELISA. Son herramientas con buena sensibilidad, sin embargo no cubren las necesidades de la industria alimentaria. Por lo tanto, se necesitan nuevas metodologías para el análisis de alimentos contaminados. El propósito de este trabajo fue desarrollar un inmunosensor electroquímico para detectar AFLA B1. La plataforma del sensor se sintetizó mediante capas autoensambladas a partir de la adsorción del anticuerpo ligado a nanopartículas de óxido de zinc acopladas a cisteína en la superficie del electrodo de oro. Por ello, para ensamblar y optimizar el biosistema se realizó un estudio de caracterización de capas, bioactividad (selectividad, sensibilidad y estabilidad) y topografía de la plataforma. Para ello se utilizaron técnicas electroquímicas, voltamperometría cíclica y espectroscopía de impedancia electroquímica, con microscopía de fuerza atómica. Posteriormente se sometieron a muestras de harina de avena contaminadas con diferentes concentraciones de AFLA B1. El inmunosensor fabricado mostró una respuesta lineal entre 1 μg.mL-1 a 100 μg.mL-1 y un límite de detección de 0.95 pg.mL-1, siendo evaluado en ambos tipos de muestras. La plataforma mostró buena reproducibilidad y alta selectividad cuando se sometió a otra micotoxina, la ocratoxina A.

Citas

Abnous, K., Danesh, N. M., Alibolandi, M., Ramezani, M., Sarreshtehdar Emrani, A., Zolfaghari, R., & Taghdisi, S. M. (2017). A new amplified π-shape electrochemical aptasensor for ultrasensitive detection of aflatoxin B1. Biosensors and Bioelectronics, 94, 374–379. https://doi.org/10.1016/j.bios.2017.03.028

Alshannaq, A., & Yu, J.-H. (2017). Occurrence, Toxicity, and Analysis of Major Mycotoxins in Food. International Journal of Environmental Research and Public Health, 14(6), 632. https://doi.org/10.3390/ijerph14060632

Azri, F., Selamat, J., & Sukor, R. (2017). Electrochemical Immunosensor for the Detection of Aflatoxin B1 in Palm Kernel Cake and Feed Samples. Sensors, 17(12), 2776. https://doi.org/10.3390/s17122776

Costa, M. P., Frías, I. A. M., Andrade, C. A. S., & Oliveira, M. D. L. (2017). Impedimetric immunoassay for aflatoxin B1 using a cysteine modified gold electrode with covalently immobilized carbon nanotubes. Microchimica Acta, 184(9), 3205–3213. https://doi.org/10.1007/s00604-017-2308-y

Dai, Z., Shao, G., Hong, J., Bao, J., & Shen, J. (2009). Immobilization and direct electrochemistry of glucose oxidase on a tetragonal pyramid-shaped porous ZnO nanostructure for a glucose biosensor. Biosensors and Bioelectronics, 24(5), 1286–1291. https://doi.org/10.1016/j.bios.2008.07.047

Demirbakan, B., & Sezgintürk, M. K. (2017). A sensitive and disposable indium tin oxide based electrochemical immunosensor for label-free detection of MAGE-1. Talanta, 169, 163–169. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.03.076

dos Santos Avelino, K. Y. P., Frías, I. A. M., Lucena-Silva, N., de Andrade, C. A. S., & de Oliveira, M. D. L. (2018). Impedimetric gene assay for BCR/ABL transcripts in plasmids of patients with chronic myeloid leukemia. Microchimica Acta, 185(9). https://doi.org/10.1007/s00604-018-2958-4

Dridi, F., Marrakchi, M., Gargouri, M., Saulnier, J., Jaffrezic-Renault, N., & Lagarde, F. (2017). Nanomaterial-based electrochemical biosensors for food safety and quality assessment. In Nanobiosensors (pp. 167–204). Elsevier. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-804301-1.00005-9

Evtugyn, G., Subjakova, V., Melikishvili, S., & Hianik, T. (2018). Affinity Biosensors for Detection of Mycotoxins in Food. In Advances in Food and Nutrition Research (Vol. 85, pp. 263–310). Academic Press Inc. https://doi.org/10.1016/bs.afnr.2018.03.003

Grasset, F., Saito, N., Li, D., Park, D., Sakaguchi, I., Ohashi, N., Haneda, H., Roisnel, T., Mornet, S., & Duguet, E. (2003). Surface modification of zinc oxide nanoparticles by aminopropyltriethoxysilane. Journal of Alloys and Compounds, 360(1–2), 298–311. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(03)00371-2

Jayaprakasan, A., Thangavel, A., Ramachandra Bhat, L., Gumpu, M. B., Nesakumar, N., Jayanth Babu, K., Vedantham, S., & Rayappan, J. B. B. (2018). Fabrication of an electrochemical biosensor with ZnO nanoflakes interface for methylglyoxal quantification in food samples. Food Science and Biotechnology, 27(1), 9–17. https://doi.org/10.1007/s10068-017-0193-0

Jia, Y., Wu, F., Liu, P., Zhou, G., Yu, B., Lou, X., & Xia, F. (2019). A label-free fluorescent aptasensor for the detection of Aflatoxin B1 in food samples using AIEgens and graphene oxide. Talanta, 198, 71–77. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.01.078

Jia, Y., Zhou, G., Wang, X., Zhang, Y., Li, Z., Liu, P., Yu, B., & Zhang, J. (2020). A metal-organic framework/aptamer system as a fluorescent biosensor for determination of aflatoxin B1 in food samples. Talanta, 219, 121342. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121342

Kharayat, B. S., & Singh, Y. (2018). Mycotoxins in Foods: Mycotoxicoses, Detection, and Management. In Microbial Contamination and Food Degradation (pp. 395–421). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811515-2.00013-5

Kumar, Panwar, Kumar, Augustine, & Malhotra. (2019). Biofunctionalized Nanostructured Yttria Modified Non-Invasive Impedometric Biosensor for Efficient Detection of Oral Cancer. Nanomaterials, 9(9), 1190. https://doi.org/10.3390/nano9091190

Liu, D., Li, W., Zhu, C., Li, Y., Shen, X., Li, L., Yan, X., & You, T. (2020). Recent progress on electrochemical biosensing of aflatoxins: A review. In TrAC - Trends in Analytical Chemistry (Vol. 133). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.trac.2020.115966

Ma, H., Sun, J., Zhang, Y., & Xia, S. (2016). Disposable amperometric immunosensor for simple and sensitive determination of aflatoxin B 1 in wheat. Biochemical Engineering Journal, 115, 38–46. https://doi.org/10.1016/j.bej.2016.08.003

Nečas, D., & Klapetek, P. (2012). Gwyddion: An open-source software for SPM data analysis. In Central European Journal of Physics (Vol. 10, Issue 1, pp. 181–188). https://doi.org/10.2478/s11534-011-0096-2

Oliveira, M. D. L., Correia, M. T. S., Coelho, L. C. B. B., & Diniz, F. B. (2008). Electrochemical evaluation of lectin–sugar interaction on gold electrode modified with colloidal gold and polyvinyl butyral. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 66(1), 13–19. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFB.2008.05.002

Ribeiro, D. V., Souza, C. A. C., & Abrantes, J. C. C. (2015). Use of Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) to monitoring the corrosion of reinforced concrete. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 8(4), 529–546. https://doi.org/10.1590/s1983-41952015000400007

Robbins, C. A., Swenson, L. J., Nealley, M. L., Kelman, B. J., & Gots, R. E. (2000). Health Effects of Mycotoxins in Indoor Air: A Critical Review. Applied Occupational and Environmental Hygiene, 15(10), 773–784. https://doi.org/10.1080/10473220050129419

Simão, E. P., Silva, D. B. S., Cordeiro, M. T., Gil, L. H. V., Andrade, C. A. S., & Oliveira, M. D. L. (2020). Nanostructured impedimetric lectin-based biosensor for arboviruses detection. Talanta, 208. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.120338

Singh, A. K., Dhiman, T. K., V.S., L. G. B., & Solanki, P. R. (2021). Dimanganese trioxide (Mn2O3) based label-free electrochemical biosensor for detection of Aflatoxin-B1. Bioelectrochemistry, 137, 107684. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2020.107684

Teixeira, S., Conlan, R. S., Guy, O. J., & Sales, M. G. F. (2014). Novel single-wall carbon nanotube screen-printed electrode as an immunosensor for human chorionic gonadotropin. Electrochimica Acta, 136, 323–329. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.05.105

Wang, Y., Xu, H., Zhang, J., & Li, G. (2008). Electrochemical Sensors for Clinic Analysis. Sensors, 8, 2043–2081. www.mdpi.org/sensors

Xue, Z., Zhang, Y., Yu, W., Zhang, J., Wang, J., Wan, F., Kim, Y., Liu, Y., & Kou, X. (2019). Recent advances in aflatoxin B1 detection based on nanotechnology and nanomaterials-A review. In Analytica Chimica Acta (Vol. 1069, pp. 1–27). Elsevier B.V. https://doi.org/10.1016/j.aca.2019.04.032

Yagati, A. K., Chavan, S. G., Baek, C., Lee, M.-H., & Min, J. (2018). Label-Free Impedance Sensing of Aflatoxin B1 with Polyaniline Nanofibers/Au Nanoparticle Electrode Array. Sensors, 18(5), 1320. https://doi.org/10.3390/s18051320

Publicado

03/05/2023

Cómo citar

CERQUEIRA, B. M. de .; ANDRADE, C. A. S. de .; OLIVEIRA, M. D. L. de . Inmunosensor a base de nanopartículas de óxido de zinc y anti-Afla B1 para la detección de avena contaminada por micotoxinas. Research, Society and Development, [S. l.], v. 12, n. 5, p. e7312537402, 2023. DOI: 10.33448/rsd-v12i5.37402. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/37402. Acesso em: 22 dic. 2024.

Número

Sección

Ciencias de la salud