北京中檢維康技術有限公司 王 雄 王艷斐 果 旗 榮 釗 陳冰君
長江大學生命科學學院 王 麗
中國原子能科學研究院 吳繼宗
目前,黃曲霉毒素(AFT)的檢測方法主要有薄層層析法、色譜法和微管柱篩選法等 (張藝兵等,2006)。這些方法因精確度低、敏感性差;樣品前處理過程復雜費時;或需要價格昂貴的儀器,檢測成本高,難以推廣應用,影響了飼料中黃曲霉毒素的有效監(jiān)測。酶聯免疫吸附法(ELISA)是在免疫學和細胞工程學基礎上發(fā)展的一種微量檢測技術,特別適合對黃曲霉毒素污染監(jiān)控中大量樣本的篩檢(路戈和計融,1996)。本研究以B細胞雜交瘤技術,以能分泌抗黃曲霉毒素單克隆抗體的雜交瘤細胞株為基礎,建立了一種高效、準確、簡便、適用于大批量樣品篩選的定性、定量的用于檢測飼料中黃曲霉毒素的ELISA檢測方法。
酶聯免疫法是以抗體和抗原的特異性結合為基礎的,以酶或者輔酶作為標記物,標記抗原,用酶促反應的放大作用來顯示初級免疫學反應。本實驗最大的特點就是利用聚苯乙烯微量反應板,吸附抗抗體,使之固相化,加樣品提取液和酶標AFT抗原 (AFT與辣根過氧化物酶的結合物),在酶標板內進行酶促反應。加底物(TMB)顯色,顏色的深淺取決于抗體和酶標抗原的結合量。樣品中黃曲霉毒素多,則被抗體結合的酶標抗原就少。在辣根過氧化物酶存在下,底物與其反應,顯藍色,硫酸終止后顯黃色。用酶標儀讀數,用專用軟件分析,即可得出黃曲霉毒素的含量。
2.1 儀器和試劑
2.1.1 主要儀器 酶標分析儀 (Thermo Labsystems),高速離心機(北京時代北利離心機有限公司),電子分析天平(Mettler Toledo),電熱恒溫培養(yǎng)箱 (天津市中環(huán)實驗電爐有限公司);CO2培養(yǎng)箱(Thermo公司);潔凈臺(天津科學儀器廠);生物倒置顯微鏡(日本歐林巴斯光學株式會社)等。
2.1.2 試劑 抗黃曲霉毒素B1雜交瘤細胞株(北京中檢維康技術有限公司研制);HRP標記黃曲霉毒素(北京中檢維康技術有限公司研制);黃曲霉毒素B1、黃曲霉毒素B2、黃曲霉毒素G1、黃曲霉毒素G2、T-2毒素、赭曲霉毒素A、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、牛血清白蛋白(BSA)、伏馬菌素B1等(均購自Sigma公司)。
2.2 單克隆抗體制備 將抗黃曲霉毒素B1雜交瘤細胞注入BALB/c小鼠腹腔,獲得含抗黃曲霉毒素B1單克隆抗體的腹水,并將所得腹水采用飽和硫酸銨鹽析法進行純化(路戈和計融,1996)。
2.3 抗體特性鑒定
2.3.1 單克隆抗體效價的測定 應用間接ELISA法測定純化后的單克隆抗體的效價。判定標準:以腹水OD值除以SP2/0腹水OD值大于或等于2的最高稀釋倍數為腹水效價。
2.3.2 單克隆抗體特異性的測定 選擇嘔吐毒素、赭曲霉毒素A、伏馬菌素B1、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、牛血清白蛋白(BSA),將不同濃度上述毒素替代黃曲霉毒素標準品溶液,應用直接ELISA法測定其標準曲線,計算出50%抑制濃度(IC50),并計算交叉反應率。計算公式如下:
2.4 試劑盒各項技術參數研究
2.4.1 抗抗體與單抗、酶標抗原最適工作濃度的確定 采用方陣法確定抗抗體、單抗及酶標抗原的最適工作濃度,每板同時設陰性對照。判斷標準:選擇OD值在1.5左右時,包被抗抗體濃度、單抗以及酶標抗原濃度為最適工作濃度。
2.4.2 標準曲線的建立 采用直接競爭ELISA方法建立標準曲線,選擇合適的標準品濃度,以無黃曲霉毒素抑制時的OD值為B0值相應濃度黃曲霉毒素抑制時的OD值為B值,百分吸光度值(B/B0)為縱坐標,以標準品的濃度為橫坐標,繪制標準曲線。
2.5 實驗方法
2.5.1 樣品前處理
2.5.1.1 稱取5 g樣品,加入25 mL樣品提取液(70%甲醇水),劇烈振蕩3 min(用手或振蕩器)。2.5.1.2 將提取液用普通濾紙過濾,取3 mL稀釋液加入3 mL正己烷,振蕩1 min,3000 r/min離心2 min去上層,取下層以稀釋緩沖液按1∶1的比例稀釋(吸取 500 μL 濾液,加入 500 μL 稀釋液緩沖液),該液為待測液。樣本稀釋倍數為10倍。
2.5.2 測定步驟
2.5.2.1 酶標板的制備:以pH 7.2的磷酸鈉鹽緩沖溶液作為包被緩沖液,將抗體稀釋到最佳工作濃度,每孔加入200 μL,37℃溫育2 h或4℃過夜,傾去包被液,用洗滌液洗滌4次,每次30 s,拍干,然后在每孔中加入200~250 μL 0.7%的明膠封閉液,37℃溫育1~2 h,傾去孔內液體拍干,干燥后用鋁箔袋真空密封保存。
2.5.2.2 將足夠標準品和樣品所用數量的孔條插入酶標板架,標準品和樣品做2個平行實驗,記錄下標準品和樣品的位置。未使用的酶標板用鋁箔袋封好置2~8℃冷藏保存。
2.5.2.3 分別將標準品和樣品加至相應的微孔(雙孔)中,然后再各加入稀釋后的酶標抗原,最后加入稀釋后的抗體,加蓋,在37℃溫育10 min(每個標準和樣品必須使用新的吸頭)。
2.5.2.4 倒出孔中的液體,然后每孔加入洗滌液洗滌,重復操作4次,洗完后用力在吸水紙上拍干。
2.5.2.5 加入顯色液,37℃避光溫育15 min。
2.5.2.6 加入硫酸終止液,終止反應。
2.5.3 結果判定 結果的判定方法:所獲得的每個濃度標準溶液和樣本吸光度值的平均值(B)除以第一個標準(0標準)的吸光度值(B0)再乘以100%,即百分吸光度值。
以黃曲霉標準品濃度值(μg/kg)為X軸,百分吸光度值為Y軸,繪制標準曲線圖。相對應每一個樣品的濃度可以從標準曲線上讀出。也可以用回歸方程法,計算出樣本溶液濃度。利用計算機專業(yè)軟件,更便于大量樣品的快速分析。
樣品的實際濃度為讀數結果乘以稀釋倍數。
2.5.4 回收率實驗 根據試劑盒的檢測范圍確定加標濃度,在不含黃曲霉毒素的三樣品中分別進行 5、10、20 μg/kg 三個濃度的加標回收實驗,每個加標水平做4個重復的平行樣。樣品按照2.5.1提取方法進行提取,待測液用ELISA進行檢測。
2.6 試劑盒穩(wěn)定性實驗 對試劑盒穩(wěn)定性采用37℃加速破壞實驗進行研究,將試劑盒分別放置于4℃和37℃,每隔24 h進行ELISA測定,測定陰性對照(不加毒素B0)和陽性(即50%的抑制毒素濃度B)的吸光度(A)值,計算兩者的比值(B/B0)。 當 B0<0.6 個吸光度(A)值,或 B/B0<0.7A時,即可判定ELISA試劑盒已失效。在37℃放置24 h相當于在4℃放置45 d。從試劑盒的生產日期到失效日期的時間可確定為ELISA試劑盒的穩(wěn)定周期,即保質期。
3.1 單克隆抗體特性鑒定 雜交瘤細胞株產生的腹水抗體經純化后,抗體效價約為1∶30000,抗體的工作濃度為1∶20000。抗體與T-2毒素、赭曲霉毒素A、嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮、伏馬菌素B1等其他真菌毒素和牛血清白蛋白的交叉反應均小于0.1%。
3.2 試劑盒技術參數 根據方陣法確定,抗體的最適工作濃度為1∶20000,黃曲霉羊抗鼠抗體的最適包被濃度為 1∶5000,酶標抗體濃度為 1∶7000。標準曲線中黃曲霉毒素的濃度分別為 0、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 ng/mL, 最低檢出濃度是 0.5 ng/mL,標準曲線方程為y=-7.5x+88.6,R=0.995,線性范圍為0.5~10.0 ng/mL,50%的抑制濃度為1.5 ng/mL左右。
3.3 回收率測定 對花生及制品做黃曲霉毒素的回收率實驗,加標濃度分別為 5、10、20 μg/kg。其加標回收率的范圍為70%~110%,具體見表1。
表1 花生樣品中回收率實驗結果
3.4 試劑盒穩(wěn)定性試驗 經37℃穩(wěn)定實驗,試劑盒能在37℃下存放150 h后,陰性對照吸光度值為0.75,仍然大于0.6。所以該試劑盒有效期能達到6個月。
因為ELISA是利用抗體的選擇性和標記酶的化學放大的靈敏性建立起來的,故應考慮的因素主要有以下幾方面(Richard 等,1994):(1)抗體包被:將抗抗體固定在聚苯乙烯微量反應板中稱為包被,包被的質量是影響抗原、抗體反應的重要因素。(2)非特異性反應:ELISA中會發(fā)生許多非特異性反應,嚴重干擾分析結果,選擇適合的抗原、抗體組合,可以明顯的減少這種反應的發(fā)生。(3)酶和抗原的偶聯:酶和抗原偶聯的好壞,直接影響試劑靈敏度。本實驗操作時采用的是辣根過氧化物酶與抗原偶聯CMO的方法。(4)底物:當酶標記抗原-抗體復合物與底物相遇時,復合物中的酶水解底物,是無色的底物溶液生成有色的反應產物。因此,應注意底物溶液的避光性。(5)洗滌:酶促反應,每次反應后都需反復洗滌,這既保證了反應定量關系,也除去了血清中與反應無關的其他成分及游離的復合物等。洗滌效果與檢測結果密切相關。如果洗滌不充分,常引起結果的紊亂,最好做到洗滌的步驟標準化。
本研究在制備出針對黃曲霉毒素有較好的靈敏度,在特異性抗體和酶標抗原基礎上,研制出對飼料中黃曲霉毒素的ELISA快速檢測試劑盒。該試劑盒最低檢出濃度為0.5 μg/kg,對樣品的檢測范圍為5.0~100 μg/kg,試劑盒所用單克隆抗體與其他真菌毒素均無交叉反應,具有較高的特異性。對花生及花生粕做添加回收率實驗結果為70%~110%,重復性和再現性良好,在2~8℃條件下可以保存6個月。以上技術參數均達到試劑盒的技術要求,而且具有簡單、快速、靈敏、準確、特異性好,并可同時檢測大量樣品等優(yōu)點,值得推廣應用。
[1]路戈,計融.食品中黃曲霉毒素B1單克隆抗體酶聯免疫測定方法的建立及初步應用[J].衛(wèi)生研究,1996,5(3):162 ~ 165.
[2]張藝兵,鮑蕾,禇慶華,等.農產品中真菌毒素的檢測分析[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006.1~6.
[3]Richard J Cole,Joe W.Dorner.Extraction of aflatoxin from Naturally contaminated peanuts and solvent peanut rations[J].J AOAC,1994,77(6):1509 ~1511.