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一种多菌灵胶体金快速检测试纸条的研制

2021-06-28万宇平吴小胜贾芳芳崔娜马玉华何方洋

食品工业 2021年6期
关键词:半抗原胶体金多菌灵

万宇平 ,吴小胜 ,贾芳芳 ,崔娜 ,马玉华 ,何方洋

1.北京勤邦生物技术有限公司(北京 102206);2.北京望尔生物技术有限公司(北京 102206);3.北京市食品安全免疫快速检测工程技术研究中心(北京 102206)

多菌灵(carbendazim),化学名称为N-(2-苯并吡唑基)氨基甲酸甲酯,属于苯并吡唑类,是一种病害防治杀菌剂,被广泛应用于农作物。然而施用多菌灵的目标物会长期残留该药物,人、畜食用后,会引起头晕、恶心、呕吐、抽搐等一系列中毒症状[1-3]。

因此,目前很多国家都规定了多菌灵在农副产品中的最高残留限量。GB 2763—2019《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》规定了果蔬、茶叶中多菌灵的MRL范围:20~5 000 μg/kg。我国很多标准采用的均为仪器方法。目前,国内对于多菌灵的分析方法主要有分光光度法、超高效液相色谱法、高效液相色谱法、液相色谱-串联质谱法、液相色谱法、拉曼光谱法等[6-12],以上方法多为仪器方法,缺点是成本高、步骤复杂,不便于基层实验室进行检测[13-20]。为了方便、快速、低成本地检测烟叶中多菌灵残留[21],此次试验研发了一种多菌灵胶体金快速检测试纸条,适合基层检测部门大批量筛查样本。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

多菌灵、噻苯达唑、甲基托布津、托布津、2-氨基苯并咪唑标准品(纯度≥95%,北京标准物质研究中心);牛血清白蛋白、卵清蛋白(分析纯,美国Sigma公司);三氟乙酸、三氟乙酸酐、硝酸铵、氢氧化钠、二氯甲烷、乙酸乙酯、氯化锡、碳二亚胺、石油醚、硫化铵、二甲基甲酰胺、碳酸钾(分析纯,北京百欣试剂公司);果蔬、茶叶、烟叶(市售);多菌灵抗体(本研究平台)。

GT-700胶体金分析仪(北京勤邦生物技术有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 多菌灵半抗原的制备

20 mL三氟乙酸加2 mL三氟乙酸酐,冰水浴,降至0 ℃,加0.5 g硝酸铵,搅拌1 h,加入含1.0 g多菌灵的三氟乙酸溶液,继续搅拌,反应2 h。停止反应,就稀氢氧化钠溶液中和到中性,二氯甲烷萃取,水洗,蒸干,乙醚洗涤结晶,得到化合物a(0.76 g,收率67%)。1H NMR(CDCl3,300 MHz)δ:8.31(1H,dd,J=1.616,J=1.239),7.69(1H,dd,J=8.716,J=1.616),7.64(1H,dd,J=8.716,J=1.239),3.85(3H,s)。

0.7 g化合物a加乙醇溶解,加10 mL含0.43 g氯化锡水溶液,通入氮气,加入回流反应3 h;然后旋蒸、萃取、浓缩,利用体积比1∶1的石油醚-乙酸乙酯对其进行洗脱分离,得到b产物(半抗原化合物,0.54 g,收率83%)。1H NMR(CDCl3,300 MHz)δ:3.79(3H,s),6.27(2H,s),6.90(1H,dd,J=2.225,J=1.850),6.46(1H,dd,J=8.422,J=2.225),7.34(1H,dd,J=8.422,J=1.850),5.00(1H,s),9.15(1H,s)。

图1 多菌灵半抗原合成

取上述产物,经核磁共振氢谱测定,化学位移δ=6.27的为苯环上芳香胺的共振吸收峰,该吸收峰的存在证明半抗原合成成功。

1.2.2 免疫原的制备

称取50 mg牛血清白蛋白,使之充分溶解在3.8 mL 0.1 mol/L PBS(pH 7.2)中,得到溶液A;用0.2 mL H2O溶解30 mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺,加入至溶液A中,搅拌30 min;取15 mg半抗原,溶解于1 mL DMF中,然后缓慢加入到蛋白中溶解,搅拌24 h。透析后分装,于-20 ℃保存。

1.2.3 包被原的制备

称取50 mg卵清蛋白,使之充分溶解在3.8 mL 0.1 mol/L PBS(pH 7.2)中,得到溶液B;用0.2 mL H2O溶解30 mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺,加入至溶液B中,搅拌30 min;取13 mg半抗原,溶解于1 mL DMF中,然后缓慢加入到蛋白中溶解,搅拌24 h。透析后分装,于-20℃保存。

1.2.4 多菌灵单克隆抗体-胶体金标记物的制备

调节胶体金溶液的pH至7.0,每毫升胶体金溶液加入30 μg多菌灵单克隆抗体,搅拌后加入10% BSA,静置、离心,将沉淀重悬,置4 ℃备用。

1.2.5 样本前处理方法

1) 干烟叶:称取1.0 g粉碎的样本至50 mL离心管中;鲜烟叶:称取2.0 g粉碎的样本至50 mL离心管中。

2) 加入10 mL 50%甲醇,充分混匀。

3) 使用滤膜进行过滤,稀释后使用。

1.2.6 检测方法

每个加样孔中加入100 μL待检液,反应10 min,判读结果。阴性(-):T线显色比C线显色深或显色一致,均表示样本中无多菌灵药物或多菌灵药物浓度低于检测限。阳性(+):T线显色比C线显色浅或T线不显色,表示样本中多菌灵药物浓度等于或高于检测限。无效:未出现C线,表明不正确的操作过程或试纸条已失效。在此情况下,应再次仔细阅读说明书,并用新的试纸条重新测试。

图2 多菌灵胶体金试纸条结果判定示意图

1.2.7 试纸条的最低检出限

样本中添加多菌灵,空白干烟叶样本的质量分数分别达到0,1 000,2 000,3 000和4 000 μg/kg,空白鲜烟叶样本的质量分数分别达到0,200,250,300和350 μg/kg,按照1.2.6所述方法,用3批不同时间制备的试纸条进行检测,每个质量分数重复5次,以此确定试纸条的最低检出限(Limit of detection,LOD)。

1.2.8 试纸条的特异性

杀菌剂种类较多,经常会合用,试验选取了4种应用广泛的杀菌剂,并分别配制质量分数均为1 000 μg/kg的噻苯达唑、甲基托布津、托布津、2-氨基苯并咪唑等药物,判断试纸条的特异性。

1.2.9 试纸条的准确性

总局办公厅关于印发食品快速检测方法评价技术规范的通知(食药监办科[2017]43号):以假阳性率和假阴性率评价胶体金免疫层析法的准确性。取50份已确证的空白干烟叶、鲜烟叶样品,用该试纸条检测多菌灵药物残留,计算假阳性率;取50份已确证的多菌灵质量分数为2 000 μg/kg的阳性干烟叶样品以及300 μg/kg的鲜烟叶样品,用该试纸条检测多菌灵药物残留,计算假阴性率。《农残办技术材料要求及审查程序》要求试纸条假阳性率应小于5%,假阴性率应为零。

1.2.10 试纸条的稳定性

根据上述方法研制出的试纸条存放于2~8 ℃,每月固定日期测定空白干烟叶样品、添加多菌灵质量分数为2 000 μg/kg的阳性干烟叶样品各10份,以及空白鲜烟叶样品、添加多菌灵质量分数为300 μg/kg的阳性鲜烟叶样品各10份,重复测定2次。

2 结果与分析

2.1 胶体金的鉴定

制备好的胶体金溶液呈酒红色,均匀、透明、无杂质;将其置于透射电镜下观察。由图3可知,所测定的胶体金粒径在20 nm左右。

图3 胶体金电镜扫描结果(×100 000)

2.2 最低检出限

用试纸条检测干烟叶样品(多菌灵质量分数分别为0,1 000,2 000,3 000和4 000 μg/kg)和鲜烟叶样品(多菌灵质量分数分别为0,200,250,300和350 μg/kg),按照上述方法进行检测,确定检测限。以只出现质控线时的最低标准品质量分数作为试纸条的检测限,依此为衡量标准,该试纸条对干烟叶的检测限为2 000 μg/kg,对鲜烟叶的检测限为300 μg/kg,结果见表1。

表1 多菌灵快速检测试纸条对样品的最低检出限

2.3 特异性

通过该试纸条检测1 000 μg/kg的噻苯达唑、甲基托布津、托布津、2-氨基苯并咪唑等药物,结果见图4。结果显示,检测结果均呈阴性,即与其他药物无交叉反应,该试纸条特异性较好。

图4 特异性试验结果

2.4 准确性

准确性通过测定试纸条的假阳性率和假阴性率来评价。由图5(A)(由于图片过多,图5仅为部分结果)可知,试纸条的假阳性率低于5%;由图5(B)可知,试纸条的假阴性率为0,符合《农残办技术材料要求及审查程序》要求。

图5 假阳性(A)及假阴性(B)试验结果

2.5 稳定性

干烟叶检测结果见图6(由于图片过多,图6仅为部分结果)。12个月内,试纸条的假阳性率和假阴性率均符合要求,即试纸条在2~8 ℃下能够保存12个月。

图6 稳定性试验结果

3 讨论与结论

1) 通过检索文献,发现多菌灵残留量的快速检测方法主要集中在仪器方法,快速检测方法非常少,尚未检索到能够同时检测干烟叶、鲜烟叶中多菌灵的胶体金试纸等快速检测方法的报道。此次研究的多菌灵胶体金试纸条操作简便,无需设备,具有实用性,对比仪器方法来说,更加友好[21]。然而,GB 2763—2019《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》规定了多菌灵对6种谷物、4种油料油脂、16种蔬菜、28种水果等几十种食品类别的最大残留限量,由于本平台偏重实际应用,因此此次研究样本较少,今后可根据市场需求,结合该国家标准进行样本拓展。

2) 多菌灵原料药经硝化反应,在苯环上引入硝基,经还原后得到带有芳香胺的半抗原产物。由此制备的半抗原进而制备成免疫原和包被原,制备方法均不繁琐,便于进行商业化生产。

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