核心提示:智利康塞普西翁大学的研究团队成功研发了一种新型生物检测方法(ZebraBioTox),该方法基于斑马鱼幼虫的运动行为,通过先进的WMicrotracker®红外微光束运动检测系统,实现了针对麻痹性(PSP)和遗忘性(ASP)生物毒素的高灵敏、自动化检测。这一技术为环境安全监测和水产品安全提供了强有力的补充工具,相关研究成果已刊登于国际知名期刊《International Journal of Molecular Sciences》。
背景:有害藻华(HABs)事件的全球性增加,严重威胁到食品安全和水生生态系统。传统的麻痹性贝类毒素(PSP)检测方法,如小鼠生物检测法(MBA),面临伦理问题,而高效液相色谱荧光检测法(HPLC/FLD)则因操作复杂且成本高昂而受到限制。因此,开发一种容易获得、灵敏且符合伦理的检测技术势在必行。
技术突破:在本研究中,WMicrotracker®ONE设备(PhylumTech,阿根廷)发挥了核心作用。该设备基于红外微光束散射原理,能够实时、自动化地记录96孔板中单个或多个斑马鱼幼虫的自发运动(Locomotor Activity, LMA)。通过这种非侵入式检测方式,消除了人工观察的偏差,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(如使用5日龄幼虫、较小孵育体积、个体测试),对斑马鱼幼虫在暴露于不同浓度纯品毒素(如石房蛤毒素STX和软骨藻酸DA)后的运动变化进行了精确量化。研究发现,WMicrotracker®能成功检测LMA的显著下降,表明其在PSP检测中的有效性。相对而言,对ASP毒素(如DA)的检测则显示出幼虫运动的亢进,进一步验证了该设备对兴奋性神经毒素的敏感性。
优势与价值:
- 高灵敏度与特异性:WMicrotracker®结合研究人员的手动评估,使得ZebraBioTox检测方法对PSP的检测阈值达到0.1-0.2μg/mL STX当量,对DA的检测阈值为10μg/mL,灵敏度满足环境监测和食品安全的需求。
- 高通量、低成本:该方法基于96孔板设计,仅需少量样品(50-100μL孵育体积)和实验动物(每个处理组11只幼虫),显著降低测试成本,适合昂贵或稀缺样品的初步筛查。
- 自动化、客观化:该技术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:使用斑马鱼胚胎/幼虫替代哺乳动物(如小鼠生物检测法),更符合动物福利伦理。
- 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,效率高。
应用前景:研究的主要作者之一Alejandra Llanos-Rivera教授指出,WMicrotracker®设备是建立ZebraBioTox生物检测法的关键技术支撑。其自动化与高灵敏度的特点使得该方法有潜力成为官方检测方法(如HPLC)的重要补充,快速筛查和预警环境水体、饮用水源及水产品中的神经毒性生物毒素。随着全球气候变化导致的有害藻华事件增多,需求这种高效、经济的生物监测技术将愈加迫切。
关于WMicrotracker®:WMicrotracker®ONE是由PhylumTech公司开发的设备,专为高通量筛选设计,广泛应用于药物筛选、毒理学研究及行为遗传学等领域,尤其适合斑马鱼、线虫等模式生物。通过与尊龙凯时的合作,旨在推动生物医疗领域的技术发展。