食品媒介病原体の検出に向けたナノザイムの活用

食品媒介病原体とは、食品媒介性疾患を引き起こす細菌、ウイルス、寄生虫、および一部の真菌を指し、主に Escherichia coli、Listeria、Pseudomonas aeruginosa、Enterobacter sakazakii、Shigella、Salmonella、Norovirus が挙げられます。食品媒介病原体による食品汚染は世界的に注目を集めています。酵素免疫測定法（ELISA）は、これらの汚染物質を検出するために最も一般的に用いられる手法の一つです。

天然由来の生体酵素の代わりにナノザイムを用いることで、生体酵素の応用上の欠点を効果的に回避し、感度・安定性・効率を向上させるとともに、コスト低減が可能です。Creative Enzymes は、食品媒介病原体の検出に向けたナノザイムおよび詳細なプロトコールを提供しています。

ナノザイムを用いた Escherichia coli の解析

• Escherichia coli は、ヒトの健康に重大な脅威を及ぼす病原性細菌です。
• Creative Enzymes は、二重抗体サンドイッチ法に基づき、Pd / Pt ナノザイム標識抗体を用いたラテラルフロー免疫クロマトグラフィーを開発しています。Pd / Pt 酵素は優れたペルオキシダーゼ様活性を有し、H₂O₂-TMB の発色反応を高効率に触媒することで、検出感度を大幅に向上させます。
• 同一の二重抗体サンドイッチ原理を用い、Pt / Au ナノザイムを抗体マーカーとして使用し、H₂O₂ による TMB の酸化を触媒することで、免疫クロマトグラフィーによる E. coli の可視化を実現します。

図1 本新規マルチリードアウトかつラベルフリーの LFIA による E. coli 検出の模式図。（Wang Z, et al., 2020）

• さらに、修飾プルシアンブルー・ナノザイムを調製しています。これは、H₂O₂-TMB の発色シグナルに対する触媒増幅プローブおよび特異的認識材料として用いられ、サンドイッチ構造を形成して E. coli の目視解析を可能にします。上記の検出法はいずれも操作が簡便で、菌培養や核酸抽出といった前処理を必要とせず、病原体の迅速な現場スクリーニングを可能にします。

ナノザイムを用いた Listeria の解析

• Listeria monocytogenes は、最も一般的かつ致死性の高い食品媒介病原体の一つであり、神経系および免疫系の感染症を引き起こします。

図2 Fe₃O₄ NPC の調製（A）、Fe₃O₄ NP ベースのバイオセンサーの原理（B）、および Fe₃O₄ NPC 触媒によるシグナル増幅バイオセンサー（C）の模式図。（Zhang L, et al., 2016）

• ペルオキシダーゼ様活性を有する Fe₃O₄ 磁性ナノ粒子クラスター（NPC）を設計・調製しています。ナノザイムと結合させたアプタマーを用いる比色サンドイッチアッセイにより、試料中の Listeria 含量を定量します。本法は H₂O₂-TMB に対して高い触媒活性を示し、感度および特異性を高めるシグナル増幅プローブとして有効に使用できます。
• また、Ag ナノザイムに基づき Au ナノ粒子の凝集形態を制御する比色センサーも開発しています。アプタマー修飾磁気ビーズおよび抗体修飾 Ag 酵素を用いて Listeria を捕捉し、サンドイッチ構造を形成します。さらに磁気分離技術と組み合わせることで、試料中の Listeria を高精度に定量することが可能です。

Creative Enzymes は、世界中のお客様に対し、短納期かつ高品質のサービスを競争力のある価格で提供しています。当社の先進的な技術プラットフォームにより、お客様の研究プロセスを品質・量の両面から支援します。サービスにご関心がある場合、またはご不明点がございましたら、どうぞお気軽に お問い合わせ いただくか、オンラインでのお問い合わせ をご利用ください。