刀豆凝集素快速檢測技術的研究現狀及發展趨勢

摘要：刀豆凝集素主要存在于刀豆中，是一種能與多糖、糖蛋白等物質發生特異性結合的植物凝集素。刀豆凝集素具有抗營養和抗蟲害作用，是植物自我保護的重要環節，也是造成食用豆類食物中毒和過敏反應的主要原因。因此刀豆凝集素的檢測對豆類蔬菜的育種、食用安全性評估等工作具有重要意義。詳細介紹了新型刀豆凝集素快速檢測技術的研究進展，包括基于納米材料的生物傳感器、免疫傳感技術、糖傳感技術和核酸適配體傳感技術等。基于納米材料的生物傳感器具有較高的精度但是缺乏生物特異性；免疫傳感技術改進了傳統免疫法的檢測速度但仍存在信號重復性差的問題；糖傳感技術大幅提升了血凝法的特異性和檢測精度，但無法區分糖特異性相同的凝集素。基于核酸適配體的檢測技術具有優秀的檢測精度、特異性和可重復性，還可通過化學修飾獲得非天然核酸適配體進一步加強特異性，是未來刀豆凝集素快速檢測的發展趨勢。

關鍵詞：刀豆凝集素；食用安全性；快速檢測技術；生物傳感器；豆類蔬菜

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0098

中圖分類號：S643 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2024）06021412

凝集素是一種能與糖發生非免疫結合的蛋白質，不僅能夠特異地識別碳水化合物， 還能與細胞膜表面的受體結合，具有凝集細胞或沉淀糖結合物的能力，廣泛存在于動物、植物和微生物中[1]。早期研究者根據凝集素的糖結合性將其分為甘露糖結合凝集素、幾丁質結合凝集素、半乳糖結合凝集素等。隨著對凝集素蛋白結構研究的日益完善，按照碳水化合物結合域凝集素被分成12個家族，其中最常見的家族是豆科凝集素[2]。刀豆凝集素（concanavalin A， Con A）也稱刀豆球蛋白，主要在刀豆[Canavalia gladiata （Jacq.） DC.]種子中存在，在菜豆、綠豆、扁豆、小麥中也有報道[3]。1936年，Sumner 和Howell[4]首次從刀豆種子中提取獲得Con A，并發現純化的Con A 不僅能凝集紅細胞，還能沉淀溶液中的糖元和黏蛋白。Con A屬于甘露糖或葡萄糖專一性結合的凝集素，它還能以極高的特異性識別多糖和糖蛋白，具有較強的親和力[5]。