主要成果
牛乳中のアフラトキシンM1（AFM1）汚染を0.005 ng/mLという極めて低い濃度で検出可能な、新規プラズモン・グラフェン酸化物ベースのアプタセンサーが開発されました。この画期的なセンサーは、食品安全モニタリングの分野に革新をもたらし、迅速かつ超高感度な結果を提供します。商業用乳製品サンプルにおけるAFM1検出の成功は、この技術の実用性と信頼性を裏付けるものであり、欧州連合（EU）および米国が定める厳しい規制制限を十分に満たしています。これにより、消費者の健康保護と食品サプライチェーンの安全性が大幅に強化されることが期待されます。
技術・臨床詳細
開発されたプラズモンアプタセンサーは、表面プラズモン共鳴（SPR）技術とグラフェン酸化物（GO）の優れた特性、およびアプタマーの特異的認識能力を組み合わせたものです。GOは高い表面積と豊富な官能基を持ち、アプタマーを効率的に固定化するための理想的なプラットフォームを提供します。アプタマーは、AFM1分子に特異的に結合するように設計された一本鎖核酸であり、その結合はセンサー表面の屈折率を変化させます。この屈折率の変化は、SPR信号のシフトとして光学的に検出され、AFM1の存在とその濃度をリアルタイムで定量化します。特に、プラズモン増強効果により、検出感度が大幅に向上し、既存の検出法では困難であった0.005 ng/mLという超低濃度での検出が可能となりました。これにより、極めて微量のAFM1汚染であっても迅速に特定し、製品が市場に出回る前に食い止めることができます。
背景・業界文脈
アフラトキシンM1（AFM1）は、真菌によって生成される強力な発がん性物質であるアフラトキシンB1が、動物の飼料摂取を通じて牛乳中に移行する代謝産物です。AFM1はヒトにも毒性を示し、肝臓がんのリスクを高めることが知られているため、多くの国で牛乳中のAFM1濃度に対して厳しい規制が設けられています（例えば、EUでは0.05 µg/kg、米国では0.5 µg/kg以下）。従来のAFM1検出方法は、酵素結合免疫吸着法（ELISA）や液体クロマトグラフィー質量分析（LC-MS）などが一般的ですが、これらの方法は時間がかかり、複雑なサンプル前処理が必要であり、高価な機器と専門知識を要するという課題がありました。この新しいプラズモンセンサーは、これらの課題を克服し、迅速、安価、高感度、そしてオンサイトでの利用が可能な代替手段を提供します。
今後の展望
このプラズモン・グラフェン酸化物ベースのアプタセンサーは、乳製品業界における品質管理と食品安全に革命をもたらす潜在力を持っています。将来的には、牛乳だけでなく、他の食品（例えば穀物やナッツ類）中のアフラトキシンやその他の食品汚染物質の検出にも応用範囲が拡大することが期待されます。また、センサーのさらなる小型化と携帯化が進めば、食品生産現場でのリアルタイムモニタリングや、消費者が自宅で食品安全をチェックするデバイスとしての利用も可能になるでしょう。この技術の普及は、食品由来疾患のリスクを低減し、消費者の信頼を構築し、グローバルな食品サプライチェーンの安全性を強化する上で、極めて重要な役割を果たすことが見込まれます。規制当局の承認と産業界との連携により、その実用化が加速されるでしょう。
元記事: https://www.azosensors.com/news.aspx?newsID=16897
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