畜牧兽医学报  2023, Vol. 54 Issue (2): 766-778. DOI: 10.11843/j.issn.0366-6964.2023.02.033    PDF    
基于免疫磁珠净化间接竞争酶联免疫吸附试验检测氟喹诺酮类药物
黄婧洁1,2, 李苗1,2, 陈莹娴1,2, 钟雅兰2, 张婷婷2, 姜廷超男2, 李建成1,2     
1. 中国农业大学, 动物源性食品安全检测技术北京市重点实验室, 北京 100193;
2. 中国农业大学动物医学院, 北京 100193
摘要:本研究旨在建立一种基于免疫磁珠进行分离、富集和净化前处理,检测鸡肉、鸡肝和鱼肉中氟喹诺酮类药物残留的间接竞争酶免疫吸附试验(indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay,icELISA)的研究方法。通过对合成免疫磁珠及免疫磁珠净化过程中单克隆抗体添加量、偶联时间、缓冲液pH、抗原添加量、抗原捕获时间、温度及包被条件等进行优化,初步建立了基于免疫磁珠净化的icELISA检测方法。结果显示:1)在1 mg的磁珠中,沙拉沙星(sarafloxacin,SAR)单克隆抗体最佳偶联量为15 μg,偶联时间60 min,pH为4.4;2)最佳抗原添加量为1 ng·mL-1,捕获时间40 min,缓冲液为0.01 mol·L-1 PBS,IC50为0.73 ng·mL-1,线性范围为1.0~3.2 ng·mL-1;3)氟喹诺酮类药物在鸡肉、鸡肝、鱼肉的检测限均不超过1.33、2.17、2.31 μg·kg-1,回收率为76.83%~98.70%,批内变异系数批间变异系数均不超过15%,经验证,鸡肉样本检测结果与高效液相色谱法(HPLC)结果一致。结果表明,与传统仪器检测方法相比,该方法提高了检测氟喹诺酮类药物的简便性、选择性以及检测效率,为氟喹诺酮类药物的残留检测提供了新思路。
关键词免疫磁珠富集    氟喹诺酮类药物    单克隆抗体    间接竞争酶联免疫吸附试验(icELISA)    
Indirect Competitive Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for the Detection of Fluorquinolones based on Immunomagnetic Bead Purification
HUANG Jingjie1,2, LI Miao1,2, CHEN Yingxian1,2, ZHONG Yalan2, ZHANG Tingting2, JIANG Tingchaonan2, LI Jiancheng1,2     
1. Beijing Key Laboratory of Detection Technology for Animal-Derived Food Safety, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
2. College of Veterinary Medicine, China Agricultural University, Beijing 100193, China
Abstract: The aim of this study was to detect fluoroquinolones (FQs), in chicken, chicken liver, and fish, an indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay (icELISA) was developed based on immunomagnetic beads for sample clean-up and purification. (Method) Optimizing the addition amount of monoclonal antibody, coupling time, pH of buffer solution, the addition amount of quinolone antigen, capture time of antigen, temperature, and encapsulation condition of immunomagnetic beads, an icELISA method based on immunomagnetic beads clean-up was preliminarily established. Results were as follows: 1) In 1 mg magnetic beads, the optimal coupling amount of sarafloxacin (SAR) monoclonal antibody was 15 μg, coupling time was 60 min, pH was 4.4; 2) The optimal antigen dosage was 1 ng·mL-1, capture time was 40 min, and the buffer ion concentration was 0.01 mol·L-1 PBS. The IC50 was 0.73 ng·mL-1 with a linear range of 1.0-3.2 ng·mL-1; 3) The detection limits of fluoroquinolones in chicken, chicken liver and fish were less than 1.33, 2.17 and 2.31 μg·kg-1, and the recoveries ranged from 76.83%-98.70% with intraday and interday variation coefficients lower than 15%. The recovery results were further confirmed using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. The results suggest that, compared with the traditional instrumental detection method, this method can improve the simplicity, selectivity, and detection efficiency of fluoroquinolones, and provide a new idea for fluoroquinolones residue detection.
Key words: enrichment of immunomagnetic beads    quinolones    monoclonal antibody    indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay (icELISA)    

氟喹诺酮类药物(fluoroquinolones, FQs)为人工合成的抗菌药,它能抑制细菌DNA螺旋酶[1],干扰DNA合成,具有抗菌谱广、高效、低毒等特点,广泛用于畜牧和水产养殖[2-4]。沙拉沙星是喹诺酮类化合物第三代产品——氟喹诺酮类药物的一种,是第一个被美国批准用于食品动物的氟喹诺酮类药物,有报道表明沙拉沙星(sarafloxacin, SAR)在体内分布极为广泛,组织穿透力强具有较强的抗菌活性,可用于全身及深部组织感染的治疗[5],因此在国内外应用较为广泛。可以作为氟喹诺酮类药物的代表药物进行研究,但该类药物有潜在的致癌性和遗传毒性,诱发低血糖[6],并进一步危害人类的身体健康[7],因此其残留监控和检测必不可少。目前,氟喹诺酮药物常用的检测方法有高效液相色谱法(HPLC)[8-10]、液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)[11-13]、酶联免疫法(ELISA)[14]、毛细管电泳法(CE)[15]、胶体金免疫层析技术(GICA)、化学发光法(CL)[16-17]、比色法[18]等。与其他方法相比,免疫法具有操作简单、价格低廉的优点,可以实现氟喹诺酮类药物的快速检测。

免疫磁珠(immunomagnetic beads, IMB)是发展起来的一项新的免疫学技术,是运用核-壳的合成方法合成含有超顺磁性物质的高分子表面覆盖的复合材料,其稳定性好、能进行后期标记,利用这些物质表面的功能基团如氨基、羧基、巯基等进行抗体的共价或者非共价偶联[19-21],可用于结合相应的抗原或抗体,在外加磁场下做定向移动,从而达到分离,检测的目的[22-24]。童丽[25]运用免疫磁珠结合化学发光法,实现了赭曲霉毒素a的快速检测。免疫磁珠最近也被证明是能检测人类肿瘤的标志物,具有高灵敏度的优点[26-28]。Olejnik等[29]和Tian等[30]对免疫磁珠净化和SPE前处理进行比较,结果显示,免疫磁珠清除法有较高的准确性和特异性,且材料可以重复使用。与传统的亲水亲油平衡柱净化法相比,该方法的抑制效率和灵敏度均有所提高,此外免疫磁珠净化法简便快速、重复性好,满足国内外残留检测的要求,在实际应用中具有良好的前景,为复杂基质中药物残留的分析提供了一种新方法,新思路。

本研究建立了一种高效、简便的基于免疫磁珠净化的间接竞争酶联免疫吸附试验(indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay, icELISA)检测鸡肉、鸡肝和鱼肉中氟喹诺酮类药物的检测方法。将代表药物沙拉沙星单克隆抗体固定在直径为2.8 μm的羧基化磁珠表面。简单提取后,药物被免疫磁珠特异性吸附,上清液被磁选去除。在icELISA之前,通过甲醇洗脱释放保留在磁珠上的分析物,分别对免疫磁珠制备、免疫磁珠净化和icELISA条件进行了优化,该法准确可靠,方便快速,灵敏高效,可满足11种氟喹诺酮类药物残留检测的要求,在实际应用中具有良好的前景。

1 材料与方法 1.1 主要材料与试剂

羧基磁珠:生物级,苏州海狸生物医学工程有限公司;沙拉沙星、环丙沙星、诺氟沙星、萘啶酸、培氟沙星、奥比沙星、依诺沙星、盐酸二氟沙星、达氟沙星、氟罗沙星、洛美沙星、盐酸金霉素、美他环素、盐酸多西环素、吉他霉素、替米考星、罗红霉素:标准品,国药集团化学试剂有限公司;十二水合磷酸氢二钠(Na2HPO4·12H2O)、二水合磷酸二氢钠(NaH2PO4·2H2O)、蔗糖、氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢钠(NaHCO3)、叠氮化钠(NaN3)、磷酸盐缓冲液(PBS)、酪蛋白、牛血清白蛋白(BSA)、脱脂奶粉、Tween-20、吗琳乙磺酸(MES)、0.1 mol·L-1盐酸溶液、浓硫酸溶液、Proclin 300:生物级,美国Sigma公司;1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、甲醇、乙腈:生物级,阿拉丁公司;沙拉沙星单克隆抗体、沙拉沙星包被原(SAR-OVA)、底物显色液(A/B液)、羊抗鼠IgG,北京维德维康生物技术有限公司;BCA蛋白浓度测定试剂盒:美国Thermo公司。

试验所用鸡肉、鸡肝、鱼肉为市场购买,经高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)检测为氟喹诺酮类药物阴性。0.1 mol·L-1MEST缓冲液、0.1 mol·L-1 PBS缓冲液、0.1 mol·L-1碳酸盐缓冲液(CB液,包被用)均为实验室配制。磁珠用封闭液(0.1 mol·L-1,500 mL 0.01 mol·L-1 PBST中加入25 g脱脂奶粉,混匀备用);ELISA用封闭液(0.05 mol·L-1,Na2HPO4·12H2O 5.8 g,NaH2PO4·2H2O 0.693 g,蔗糖50 g,酪蛋白2.5 g,小牛血清50 mL,Proclin 500 mL,加蒸馏水水定容至1 L);酶稀释液(750 mL蒸馏水中加入Na2HPO4·12H2O 4.35 g,NaH2PO4·2H2O 0.65 g,甘油50 mL,恒温加热搅拌12 h,待冷却室温后加入小牛血清200 mL、Proclin 300 mL,混合均匀,4 ℃保存备用)。

1.2 主要仪器与设备

Multiskan FC酶联免疫测定仪:美国Thermo公司;Quattro LC超高效液相色谱仪串联质谱仪:美国Waters公司;Mag-12-1-2磁分离架:深圳市博尔熙科技发展有限公司;BE-1200z旋转混合仪:海门市其林贝尔仪器制造有限公司;Primo R台式高速冷冻离心机:德国贺力氏台式高速冷冻离心机;PHSJ-3F pH检测仪:上海雷磁仪器有限公司;WH-I型微型漩涡混合仪:上海仪电分析仪器有限公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司;RP508恒温摇床:上海仪电分析仪器有限公司。

1.3 制备免疫磁珠与条件优化

1.3.1 磁珠活化   取100 μL(10 mg·mL-1)羧基化磁珠于2 mL圆底离心管内,涡旋混匀10 s,置于磁分离架上磁性分离3 min,去除上清。加入200 μL MEST (pH 7.2)洗涤磁珠,涡旋混匀10 s,磁分离去除上清,重复洗涤3次。加入新鲜配置EDC(10 mg·mL-1)和NHS(10 mg·mL-1)各100 μL活化磁珠,置于垂直混合仪上,25 ℃活化30 min。加入MEST 200 μL洗涤磁珠,涡旋混匀10 s,磁分离去除上清,重复洗涤2次后,去上清备用。

1.3.2 抗体与磁珠偶联及优化   分别添加5、10、15、20、25 μg 5个水平的沙拉沙星单克隆抗体至上述离心管,控制单一变量,添加五个pH(4.4~8.4)水平的PBST缓冲液使总体积为100 μL,涡旋混匀室温孵育时间分别为30、60、90、120 min。离心管置于磁力架上分离3 min,收集上清液和第1次PBST缓冲液清洗的上清(使用BCA试剂盒测定上清液中沙拉沙星单克隆抗体的浓度,每种上清液做3份平行,取平均值根据体积100 μL,计算上清液中的抗体剩余量,按式(1)计算偶联率),重复洗涤3次。在旋涡混合仪上加入200 μL PBST缓冲溶液(0.01 mol·L-1,pH 7.4,5%脱脂奶粉)封闭1 h后磁分离去上清,0.01 mol·L-1PBST缓冲液洗涤3次后,根据磁珠使用说明,用200 μL PBST(含0.02 mL·L-1 Proclin 300,0.1 mL·L-1 BSA)重悬磁珠能维持磁珠性能稳定,4 ℃保存备用。

$ \text { 偶联率 }=\frac{\text { 抗体添加量-流穿液抗体剩余量 }}{\text { 抗体添加量 }} \times 100 \% $ (1)

1.3.3 免疫磁珠稳定性测定   取200 μL浓度为1 mol·L-1的NaCl溶液对偶联了抗体的磁珠分别洗脱3次、5次,除去磁珠表面结合很松散的抗体,通过使用BCA蛋白浓度测定试剂盒检测NaCl溶液连续洗脱后上清中剩余抗体量,从而确定抗体偶联量。按式(2)计算免疫磁珠偶联抗体的稳定性。

$ \text { 稳定性计算公式: } \phi=\frac{z_1}{z_2} \times 100 \% $ (2)

其中,ϕ表示免疫磁珠稳定性(%),z1为洗脱后免疫磁珠上偶联的抗体量,z2为洗脱前免疫磁珠上偶联的抗体量。

1.4 间接竞争ELISA检测方法的建立

1.4.1 免疫磁珠捕获抗原与抗原洗脱的优化   吸取已经制备好的免疫磁珠1.5 mg (50 μL)于1.5 mL尖底离心管中,用500 μL PBST (pH 6.4)洗涤,重复3次,置于磁力架上分离,弃上清备用。分别取1、10、100 ng·mL-1的沙拉沙星标准溶液500 μL加入上述离心管,确定最佳抗原添加量,室温孵育时间分别为20、30、40 min,磁力架分离收集上清。用PBST (pH 6.4) 洗涤4次,分别取400 μL, 60~100 mL·L-1 5个不同浓度甲醇水溶液洗脱抗原,37 ℃洗脱6 min,磁力架分离并收集上清。用500 μL PBST (含0.02 mL·L-1 NaN3,0.5 mL·L-1 BSA)重悬磁珠,置于4 ℃保存备用。免疫磁珠捕获抗原和抗原洗脱的情况分别用吸附率式(3)和洗脱率式(4)来评价。

$ \text { 吸附率 }=\frac{\text { 抗原添加量-上清中抗原剩余量 }}{\text { 添加抗原量 }} \times 100 \% $ (3)
$ \text { 洗脱率 }=\frac{\text { 洗脱液中抗原量 }}{\text { 磁珠捕获抗原量 }} \times 100 \% $ (4)

1.4.2 沙拉沙星单克隆抗体交叉反应率   采用icELISA方法,测定标准品分别为不同浓度的10种常见的氟喹诺酮类药物,3种四环素类药物和2种大环内酯类药物,计算竞争物的IC50。用式(5)计算各竞争物的交叉反应率:

$ \text { 交叉反应率 }(\%)=\frac{\mathrm{IC}_{50} \text { (沙拉沙星) }}{\left.\mathrm{IC}_{50} \text { (竞争物 }\right)} \times 100 \% $ (5)

1.4.3 icELISA方法的优化   SAR-OVA稀释至实际浓度约为4、2、1、0.5、0.25 μg·mL-1,SAR单抗分别稀释1 000倍、3 000倍、9 000倍、27 000倍,根据OD450 nm为1.5左右时ELISA试验灵敏度较高,选择抗体的最佳稀释倍数为3 000,浓度约为1.5 μg·mL-1,包被原的浓度选择2 μg·mL-1。用免疫磁珠净化抗原后,建立icELISA方法来检测抗原量。将2 μg·ml-1SAR-OVA以100 μL·孔-1加入96孔酶标板内,37 ℃温育2 h。以PBS(0.01 mol·L-1,pH 7.4)为洗液,洗涤两遍,甩干。封闭:加入150 μL·孔-1的封闭液,37 ℃温育1 h,直接甩干。沙拉沙星标准品以50 μL·孔-1加入96孔酶标板,零标孔加入PBS,每孔各加2 μg·mL-1沙拉沙星单抗50 μL·孔-1,37 ℃温育30 min,PBS洗涤4次,甩干。加入酶标二抗(酶稀液1∶5 000倍稀释)100 μL·孔-1,37 ℃温育30 min,PBS洗涤4次,甩干。加入新鲜配置底物显色液A液和B液(1∶1) 混合液100 μL·孔-1,室温避光反应15 min后加入浓硫酸终止反应,用酶标仪测得OD450 nm。为了提高检测的灵敏度,对用单抗建立的icELISA方法进行优化,建立标准曲线,优化过程中设立3个平行,1个空白对照。ELISA结果的IC50通过软件origin8.5计算,抑制率通过以下公式(6)计算:

$ \text { 抑制率 }=\frac{\left.100 \%-\mathrm{OD}_{450 \mathrm{~nm}} \text { (样本 }\right)}{\mathrm{OD}_{450 \mathrm{~nm}}(\text { 对照 })} \times 100 \% $ (6)

以单一变量的原则,通过对包被条件(4 ℃包被过夜、室温包被2 h和37 ℃包被2 h)、包被液(CB溶液和PBS溶液)与封闭液(0.2%和0.5%脱脂奶粉水溶液、0.05 mol·L-1BSA封闭液)、封闭时间(30、60、90、120 min)、缓冲液中离子浓度(0、0.01、0.05、0.2 mol·L-1的PBS缓冲液)及二抗最佳反应时间(15、30、60 min)分别优化。根据上述优化试验选出的最佳icELISA条件,建立标准曲线,进行实际样品的检测。

1.4.4 样品的添加回收试验

1.4.4.1 样品前处理  称取均质后的鸡肉、鸡肝、鱼肉样品各(1.0±0.02) g,置于50 mL离心管中,空白鸡肉、鸡肝中加入甲醇,鱼肉中加入乙腈,各8 mL,匀质仪24 000 r·min-1混合10 s,旋涡震荡5 min,10 000 r·min-1离心5 min,取上清至10 mL离心管中,37 ℃氮气吹干,用5 mL 2.5 mL·L-1的甲醇-PBST(含0.25%甲醇的PBST溶液)复溶。

1.4.4.2 基质加标  向待检样品加入适量沙拉沙星标准品至浓度分别为0.1、0.2、0.4、0.8、1.6、3.2、6.4、10 ng·mL-1。向免疫磁珠离心管中加入500 μL上述制备的待检样品,涡旋混匀,37 ℃摇床上反应30 min,磁分离后,用PBST溶液洗涤免疫磁珠3次。再向磁珠中加入500 μL 90 mL·L-1甲醇水,重悬磁珠,涡旋混匀,37 ℃摇床上反应30 min以洗脱抗原,磁分离架分离保存上清液,所述上清液即为icELISA待检样品。以添加浓度对数为横坐标,以OD450 nm值为纵坐标,用Origin8.5软件进行非线性拟合分析,得到鸡肉、鸡肝和鱼肉基质中的标准曲线,并分析基质效应大小。

1.4.4.3 检测限的确定  分别测定20份空白鸡肉、鸡肝和鱼肉样品,经前处理后进行icELISA检测,取OD450 nm的平均值减3倍标准偏差,对应基质标准曲线上的浓度即为检测限(LOD)[31]

1.4.4.4 准确度与精密度的测定  分别在空白鸡肉、鸡肝和鱼肉样品中添加经2.5 mL·L-1甲醇-PBST溶液(含0.25%甲醇的PBST溶液)稀释的沙拉沙星、环丙沙星、诺氟沙星、萘啶酸、培氟沙星、奥比沙星、依诺沙星、盐酸二氟沙星、达氟沙星、氟罗沙星、洛美沙星11种标准品,至终浓度分别为1、2和4 μg·kg-1,每个浓度设立3个平行,经前处理后稀释10倍进行icELISA检测,测定样品OD450 nm值,根据建立的基质加标曲线计算出各个样品中药物浓度,计算添加回收率式(7)和变异系数。

$ \text { 添加回收率 }(\%)=\frac{\text { 实测值 }}{\text { 添加值 }} \times 100 \% $ (7)

1.4.5 与仪器方法比较   取10份经LC-MS/MS确证为氟喹诺酮类药物阴性的鸡肉样品,加入沙拉沙星标准品使其浓度分别为1.0、2.0和4.0 μg·kg-1,同时使用本研究所建立的icELISA方法和GB 31650—2019《动物性食品中氟喹诺酮类药物残留检测-高效液相色谱法》(农业部1025号公告14-2008)标准[32]进行检测,并对2种测定方法进行分析。

2 结果 2.1 免疫磁珠制备条件优化

选用5个水平的沙拉沙星单克隆抗体添加量与羧基磁珠偶联,结果见图 1a,当抗体添加量达到15 μg时,偶联率达到最大。本试验选择添加15 μg的抗体与磁珠偶联。反应体系中的pH会影响抗体氨基和羧基磁珠的反应程度,过酸或过碱条件会影响抗体的活性,通过在pH 5个水平的PBST缓冲液中偶联磁珠与抗体,确定偶联缓冲液的最佳pH。所测得的偶联率见图 1b,pH在4.4左右时,抗体与免疫磁珠偶联率最高。抗体与磁性微球偶联的时间结果见图 1c,偶联率随时间增加而逐渐升高,偶联时间在90~120 min时,偶联率增加不明显。为了达到最佳效果同时节省时间成本,选择偶联时间为90 min,对偶联抗体的磁珠洗脱3、5次稳定性分别为99.96%和89.34%,为保证磁稳定性,磁珠重复利用次数为3次。

图中数值表示(每个数值代表 3次重复试验的平均值):a. 不同抗体添加量下的偶联率;b. 不同pH缓冲液下的偶联率;c. 不同偶联时间下的偶联率;d. 不同抗原添加量的抗原吸附率;e. 不同时间下的抗原吸附率;f. 不同洗脱液下免疫磁珠洗脱率 The values in the figure are as follows (Each value represents the average of the three repeated trials): a. Coupling rate of different antibody dosage; b. Coupling rates under different pH buffers; c. Coupling rates at different coupling times; d. The rate of antigen adsorption with different amounts of antigen; e. Antigen adsorption rates at different times; f. Elution rate of immunomagnetic beads under different eluents 图 1 免疫磁珠合成及净化条件的优化 Fig. 1 Optimization of synthesis and purification conditions of immunomagnetic bead
2.2 免疫磁珠净化条件优化

本研究选择1、10、100 ng·mL-1 3个浓度的标准品溶液沙拉沙星,用吸附率来评价不同浓度抗原中免疫磁珠对抗原的吸附情况。如图 1 d所示,随着抗原添加浓度的增大,抗原吸附率也随之增大,在沙拉沙星药物添加量为1 ng·mL-1浓度时,抗原吸附率为53.31%,说明本研究制备的免疫磁珠可捕获到微量的药物分子。图 1e展示了抗原捕获反应时间的优化结果。在40 min时,抗原吸附率达到最大。选择不同浓度的甲醇水作为洗脱液,优化结果见图 1f

2.3 沙拉沙星单克隆抗体交叉反应率

交叉反应率是评价单克隆抗体特异性的重要标志,本研究的沙拉沙星单克隆抗体具有广谱性,与10种氟喹诺酮类药物具有良好的交叉反应,可用于氟喹诺酮类药物的残留检测。与四环素和大环内酯类药物均没有交叉反应,说明该抗体具有良好的特异性,结果见表 1

表 1 沙拉沙星单克隆抗体的交叉反应率测定结果 Table 1 Results of cross-reactivity rates of monoclonal antibodies against sarafloxacin
2.4 间接竞争ELISA方法的优化

为了提高检测的灵敏度,根据IC50和零标孔OD450 (B0),确定最佳反应条件。结果表明。选择37 ℃孵育2 h作为包被条件、最佳包被液为CB液、将BSA作为封闭液封闭1 h,缓冲液PBS最佳离子浓度为0.01 mol·L-1,竞争反应时间37 ℃温育30 min,二抗反应时间30 min,在此条件下初步建立基于免疫磁珠清除的间接竞争ELISA检测方法。

2.5 建立标准曲线

根据上述优化试验选出的最佳icELISA条件,建立标准曲线,如图 2。IC50值为0.732 81,方法的线性范围为0.56~3.21 ng·mL-1

图 2 沙拉沙星标准曲线 Fig. 2 Standard curves for sarafloxacin
2.6 基质效应

向空白样品中加入一定量的沙拉沙星标准品制备梯度浓度的待检样品,与图 2的标准曲线进行比较,分析基质效应大小。结果如图 3,基质加标IC50为0.822 6~0.930 7 ng·mL-1,线性范围为0.53~3.78 ng·mL-1,可以看出二者基本一致,免疫磁珠净化效果较好,基质对icELISA的影响可以忽略。

图 3 鸡肉、鸡肝、鱼肉基质中沙拉沙星标准曲线 Fig. 3 Standard curve of sarafloxacin in chicken, chicken liver and fish substrate
2.7 准确度和精密度

每个水平做3个平行。将各样品测得的OD450 nm值,代入基质标准曲线,计算得出添加回收率[33-34],结果见表 2。氟喹诺酮类药物在鸡肉、鸡肝、鱼肉的检测限均不超过1.33、2.17、2.31 μg·kg-1,添加回收率均在76.83%~98.70%,且日间日内变异系数均不超过15%。符合对残留检测方法准确度(60%~120%)和精密度的要求(<20%)。

表 2 沙拉沙星、环丙沙星等11种氟喹诺酮类药物在空白样品添加回收结果 Table 2 Recovery results of sarafloxacin from blank samples
2.8 与仪器方法进行比较

根据本研究建立的免疫磁珠净化icELISA方法检测鸡肉中氟喹诺酮类药物,与HPLC方法进行对比,结果相关性分析如图 4所示,按照国标方法GB 31650—2019规定的HPLC方法得到鸡肉中检测限为1.7 μg·kg-1,本文“2.7”部分测定本方法的鸡肉检测限为1.33 μg·kg-1,该方法与仪器分析结果高度一致(相关系数R2=0.993),说明经免疫磁珠进行前处理的icELISA方法结果可靠,可以用于氟喹诺酮类药物在实际样品中的残留检测。

图 4 本方法与仪器方法的相关性分析 Fig. 4 Correlation analysis between this method and instrumental method
3 讨论

氟喹诺酮类药物具有致癌性和致突变性,危及消费者健康及生命安全,目前食品中氟喹诺酮类药物检测方法主要是仪器方法,但该方法价格昂贵,前处理过程复杂,耗时较长。为了提高效率,降低检测成本,本研究开发了一种免疫磁珠净化的前处理过程,结合ELISA实现了氟喹诺酮类药物的快速检测。

免疫磁珠净化方法将固化试剂特有的优点与免疫学反应的高度特异性结合于一体,在免疫检测、细胞分离、生物大分子纯化和分子生物学等方面得到了越来越广泛的应用。该分离技术实现了对目标物质的快速富集与分离,提高了免疫测定的灵敏度[35-36],缩短了检测时间[37]。免疫磁珠的合成是建立磁珠净化方法的核心,高质量的抗体对于免疫富集的特异性与准确性具有重要意义[38],抗体添加量及偶联时间直接影响偶联率从而影响检测方法的灵敏度。

本研究制备的免疫磁珠中沙拉沙星抗体偶联量约为15 mg·g-1。ϕ值为89.9%,说明该免疫磁珠的稳定性良好,本研究中通过90%甲醇溶液洗脱免疫磁珠上的抗原,在保证检测结果的准确可靠的前提下,该免疫磁珠可重复使用3次。结果显示,本研究建立的氟喹诺酮类药物免疫检测方法,在鸡肉、鸡肝、鱼肉的检测限分别为1.33、2.17、2.31 μg·kg-1,本研究较好地简化前处理步骤,省去萃取步骤,与仪器方法相比,极大缩短了检测时间;与生物学方法相比[39],克服了试剂及环境的污染;与全基因测序相比,对检测人员的技术要求不高。但不足之处在于,该检测方法对于抗体特异性要求较高,因此在抗体方面还有待进一步研究,总之,本研究建立了一种快速简便,灵敏度高、选择性好的鸡肉、鸡肝和鱼肉中氟喹诺酮类药物的检测方法。

4 结论

本研究建立的磁珠净化与检测一体化icELISA法检测氟喹诺酮类药物操作简便,仅用一个磁力架就能完成前处理,经过免疫磁珠对样本中待测物质的特异性捕获,浓缩富集,既提高了灵敏度,又有效地降低了基质的影响,降低假阳性率,大大提高了检测方法的灵敏度和特异性。因此进一步探究免疫磁珠净化在实际残留检测中的应用具有重要意义。同时证实了磁珠富集与icELISA联合检测的应用效果,检测结果与HPLC法结果一致,通过偶联不同的单克隆抗体,以期可建立更多的药物残留量检测方法,为保障动物性食品安全提供新思路。

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(编辑   白永平)