尊龙凯时的生物医疗团队展示了一项重要的技术进展,他们成功研发了一种新型的生物检测方法——ZebraBioTox,该方法利用斑马鱼幼虫运动行为进行生物毒素检测。此项技术采用先进的WMicrotracker®红外微光束运动检测系统,能够高灵敏、自动化地检测麻痹性(PSP)和遗忘性(ASP)生物毒素,这为环境安全监测及水产品的安全性提供了有力的支持。该研究成果已在国际知名期刊《International Journal of Molecular Sciences》上发表。
背景
全球有害藻华(HABs)的频发事件严重威胁着食品安全及水生生态系统的健康。现有的麻痹性贝类毒素(PSP)检测方法,如小鼠生物检测法(MBA),面临伦理纠纷,而高效液相色谱荧光检测法(HPLC/FLD)则因其高成本和对专业人员的要求而受到限制。因此,亟需开发一种易于获取、灵敏且符合伦理的检测技术。
技术突破
在本研究中,WMicrotracker®的核心作用不可或缺。该设备(由PhylumTech, Argentina制造)基于红外微光束散射原理,能够自动化、实时地记录96孔板中单个或多个斑马鱼幼虫的自发运动(Locomotor Activity, LMA)。这种非侵入式的检测方式消除了人工观察的主观偏差,显著提高了数据的客观性和可重复性。
应用与验证
研究团队利用WMicrotracker®,结合优化的实验条件,对不同浓度的纯品毒素(如石房蛤毒素STX和软骨藻酸DA)对斑马鱼幼虫运动的影响进行了精确量化。结果显示:
- 麻痹性毒素(PSP如STX):WMicrotracker®能显著检测到LMA的下降,且这种变化与浓度和暴露时间呈依赖关系。例如,08μg/mL STX在1小时内引发明显运动抑制,02μg/mL的STX则在5小时后显现明显效果。该方法的最低可见效应浓度(LOEC)可低至约026μg/mL(暴露10小时)。
- 遗忘性毒素(ASP如DA):相较于麻痹效应,WMicrotracker®清晰记录到DA引发的幼虫运动亢进。在黑暗条件下,仅需10μg/mL的DA即可引起显著的运动增幅,这表明该设备适用于检测具有兴奋性神经毒性的物质。
优势与价值
使用WMicrotracker®的ZebraBioTox检测方法显示出以下优势:
- 高灵敏度与特异性:结合自动化的LMA检测与手动评估,该方法对PSP的检测阈值达到了01-02μg/mL STX当量,对DA的阈值为10μg/mL,足以满足环境监测和食品安全的需求。
- 高通量、低成本:其基于96孔板设计要求的样本体积(50-100μL)及实验动物数量(每组11只幼虫)大幅降低了测试成本,非常适合昂贵或稀缺样品的初步筛查。
- 自动化与客观化:消除了人工观察的主观性,提供实时、定量的运动数据,符合3R原则,采用斑马鱼胚胎/幼虫替代哺乳动物,符合动物福利伦理。
- 快速便捷:急性暴露测试周期仅需24小时,核心LMA记录通常为4-10小时,极具效率。
应用前景
研究的主要作者之一,Alejandra Llanos-Rivera教授表示:“WMicrotracker®设备是我们成功建立ZebraBioTox生物检测法的关键。其自动化和高灵敏度的特性,使得这种方法有潜力成为官方检测方法(如HPLC)在环境水体、饮用水源、水产品中神经毒性生物毒素快速筛查和预警的重要补充工具。”随着全球气候变化导致有害藻华事件的增多,对这种高效、经济的生物监测技术的需求将愈发迫切。