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胶体金免疫层析技术在食品安全检测中的应用

2021-03-30农彩美

现代食品 2021年9期
关键词:层析胶体金霉菌

◎ 农彩美

(平南县公共检验检测中心,广西 平南 537300)

食品安全问题一直都是一个世界性的话题,近年来,国际上各类食品安全事件频频发生,造成了巨大的社会问题和经济损失。目前,食品安全问题主要表现在有害动植物、畜禽、野生动植物、微量化学和环境污染物等领域。为了减少食品安全事件的发生,研制出一种能够满足需要的检测技术已经成为当前的迫切需求。

免疫层析技术是出现于20世纪80年代初期的一种独特的免疫分析方法,该方法的核心技术是以条状纤维层析材料为固相,通过毛细管作用使样品溶液在层析材料上泳动,并同时使样品中经标记物标记的待测物与包被在层析材料上针对待测物的受体(如抗原或抗体)发生高特异、高亲和性的免疫反应,富集在检测带上,通过酶反应或直接运用可目测的标记物(如胶体金、彩色乳胶等)得到直观的实验现象,如显色。

胶体金(Colloidal gold)是氯金酸(Chloroauric acid)在白磷、柠檬酸三钠等还原剂的作用下,聚合成特定大小的金颗粒,并由于静电作用成为一种稳定胶体溶液。由于胶体金颗粒具有高电子密度的特性,且颗粒聚集达到一定密度时即达到107个/mm2,出现肉眼可见的粉红色斑点,因而可以作为免疫层析试验的指示物。

1 胶体金免疫层析技术的特点

1.1 检测范围广

胶体金免疫层析技术既能够对食品中的各种农兽药化学残留和微生物及其他真菌毒素等进行检测,还能够快速地诊断各种动物流感性疾病,具有较广的检测范围[1]。

1.2 操作简单

胶体金免疫层析技术操作比较简单,不涉及大型的药物检测医疗设备和检验仪器,只需简易地对被试者检测的药物样品和检验数据资料进行定量分析和综合处理,便可以直接得到符合要求的药物检验检测结果,不具备很强医学专业知识的人员也能轻松操作。

1.3 检测灵敏度较高

胶体金免疫层析检测技术绝大多数时候是通过使用单抗体克隆的酶原抗体方法对酶进行抗原标记,主要作用于酶的抗原决定簇,它具有酶的亲和力与特异性,而且灵敏度相对较高,当前在国内市面上可以检测到的抗原胶体金电子诊断卡的最高灵敏度已经到达1.0 ng·mL-1。

1.4 便于现场携带

胶体金实验纸条具备良好的化学稳定性,使用胶体金进行蛋白质标记处理在物理上属于蛋白质吸附的过程,基本上没有影响蛋白质的活力。另外,胶体金的检测卡由于质量和重量等级较小,便于随身携带与检测[2]。

1.5 使用安全

相比于氧化酶的活性标记、放射性化学同位素和活性荧光素等检测技术,环保塑料胶体金属烯检测技术中所使用的胶体具有较低的毒性,不会直接损坏室内技术操作仪器且对室内环境不会产生化学污染,具有其他胶体检测所用技术无法比拟的安全检测效果。

2 胶体金免疫层析技术的研究与应用

2.1 胶体金免疫层析技术的研究

有学者利用中毒胶体金条码以抗氟喹诺酮类单克隆中毒抗体作为原料,成功制备了一种标记免疫检测抗体试剂的纸条,用于对不同牛奶中11种类抗氟喹诺酮类的抗体残留量进行免疫检测,检测反应持续时间一般为5 min。试剂盒所用纸条的高温检查试验结果和其他仪器的高温检测试验结果相同,重复性比较好,在4 ℃的条件下纸条至少可以长期保存12个月。该方法对样品前处理简单,检测时间短,灵敏度高,特异性良好,假阳性率及假阴性率均为0,经液相二级质谱(LC-MS/MS)的方法测试验证,该方法试剂及纸条的质量检测试验结果稳定可靠。但在某些实验中针对一些阳性的实验结果可能需要使用另外几种实验方法做进一步的实验确认。

2.2 在食物和农兽药大气残留性检测中的应用

在食品安全中,各类农药、兽医药、生物碱及化学品等毒素的大量残留已经严重威胁到了广大消费者的身心健康,近年来人们也对此类健康问题日益重视。在食物和农兽药大气残留性检测中采用胶体金属和免疫介质层膜分析,此方法简易、方便、迅捷,不需要使用大型的医疗仪器设备等,被广泛地推广应用到医疗领域[3]。

2.3 在非食品检测中的应用

近年来,一些国产劣质高端食品进口生产者和经营商为了非法牟利,无视国家对危害食品卫生的相关政策,将一些化学成分直接非法添加到食品中,严重危害到消费者的生命财产和身体健康。

从我国关于食品安全监督管理的角度考虑,对某些食品中罗丹明B的检验技术研究是当前迫切需要解决的重大技术课题之一[4]。很多文献中对罗丹明B的检验均使用高效液相色谱(HPLC)或者液相色谱质谱联用(LC-MS)等。虽然这些方法的精细度和检测限已经能够符合要求,检测限也已经可以满足无缝痕量分析的需要,但都不可避免存在适用区域狭窄、装置昂贵、运行简单和成本较高等缺陷,胶体金属材料技术则克服了这些弊端。在对食品中各种有害物质的检测中,多数医疗药物的残留都有一个限量标准,只进行稳定性的检测已经无法满足食品安全检测的特殊性要求,这是胶体金技术在应用中存在的主要问题。对于罗丹明这类非食品色素,它们不允许被直接检出,因此不存在定量分析的问题。所以免疫胶体金技术可以运用到对罗丹明的检测中。

2.4 在致病菌检测中的应用

食品中有害微生物的含量是否超标,主要与致病菌含量有关。食品中常见的致病菌主要有大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、布氏杆菌和霍乱弧菌等[5]。生化鉴定分离技术是目前在致病微生物的检验中最为常规的一种分析方法,由于操作复杂、灵敏度和临床特异性较低等特点为实际应用工作带来了诸多不便,并且这种分析方法对于及时监测、及时发现疾病原因预防的作用非常有限。高效液相色谱和气相色谱分析等仪器的分析技术方法也被广泛地应用到致病微生物的迅速检查和分离的检测中,然而这两种检测方法配套装置相当昂贵,使得其应用领域受到限制。胶体金免疫层析技术能够有效地克服这些缺陷,实现对致病菌的快速检测。

2013年,有学者采用现代胶体金细菌免疫层分析法对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等多种致病性病原微生物及其所用药物抗体进行了临床化学检测上的技术基础研究,在对所用药物研发制备胶体金免疫结合酶制剂时,进行了2次离心,洗去了所用药物中没有被标记的抗体,提高了制备胶体金免疫结合酶制剂所用药物的抗体的化学性能和临床试验所用试剂的化学灵敏度[6]。结果表明,试剂条的抗体灵敏度相对较高、特异性相对较强,但由于目前应用实验室的不同菌种抗体数量有限,所以仅成功检测了4种敏感细菌,是否可能与其他菌种之间发生某种交叉病毒反应尚需进一步的实验测试,且本方法的灵敏度远低于实时荧光定量PCR(qPCR)、酶联免疫吸附测定(ELISA)等治疗细菌方法。然而,由实验加工制得的用于检查大肠杆菌含量测试的纸条,为直接实现准确检查提供巨大优势。

2.5 在霉菌毒素检测中的应用

霉菌毒素是霉菌产生的有毒次级代谢物,广泛存在于粮油食品和饲料中,对人类和动物有害。目前,全世界已经发现了400多种结构不同的霉菌毒素,其中已经被分离鉴定的有20多种,危害较大的主要有黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、赭曲霉毒素A、伏马毒素和T2/HT2毒素等。目前,全世界已有100多个国家规定了粮食中主要霉菌毒素的限量,我国GB 2761—2017也明确规定了食品中霉菌毒素的限量。目前,胶体金免疫层析技术在霉菌毒素检测中的应用已经非常广泛,如Charm Rosa霉菌毒素定量检测系统,能够在5 min内快速定量测定谷物饲料中的霉菌毒素,样品制备过程简单快速,检测过程为一步法操作,并且检测结果与国标方法具有较高的一致性,是国家粮食局粮油中霉菌毒素检测行业标准中所采用的方法。目前,该方法在全球已经得到广泛运用。

3 现状与展望

目前国内对散件胶体金细胞免疫层析系列产品的技术研究尚未完成,市场上没有国产的一体成型散件胶体金层析产品。而目前销售的胶体免疫层析系列产品都是由国外工厂进口或国内工厂组装散件或直接进口代销的国外进口产品。新型自动化食品免疫层析检测产品的国际应用领域市场庞大,国内应尽快研制生产出一套有多功能品种、高质量的新型自动化食品免疫层析检测产品,这不仅能有效避免国内大规模的食品外流,而且对于改善我国的各类食品质量与安全,提高国民健康生活质量起到不容忽视的促进作用。对于新型免疫层析分析实验方法的检测技术质量有很多个方面的要求,在能够满足免疫检测快速而简便的实际条件下,应尽量地提高其免疫检测特异性和敏感性的程度,减少假阴性和假阳性,这对于各类可以用来定期进行自检的新型免疫层析方法产品来说也尤其重要。

免疫胶体金技术作为继酶标记技术、放射性同位素技术以及荧光素技术之后的第四大标记技术,未来一个十分重要的发展方向就是免疫层析试纸条。胶体金层析技术在未来的食品快速检测中将发挥重要作用,主要包括研制前处理设备、提升胶体金质量、提升检测的灵敏度、研发多元化检测技术、真正实现现场定量检测。作为一种十分简单且有效的监测方式,在未来食品快速检测的过程中,胶体金层析技术必然会发会出更加重要的作用,

4 结语

继免疫荧光素、放射性免疫同位素和氧化酶免疫标记技术之后,免疫标记胶体金属化技术已成为第四大免疫标记技术,免疫层析标记实验室的纸条已经被广泛应用于体外现场的免疫检测工作中,这是此标记技术的一个重要发展趋势[7]。免疫生物胶体金属素检测化验技术检测简单、快捷,结果分析判别直观,不需要专门的检验设备和检测试剂,无任何化学物质污染物等,非常适用于广大的企业基层食品检测技术工作者以及各类大批量的食品检测和大中小规模的食品普查化验工作,且非常适合于对各类食品安全现场的快速化验检测。

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