張建勛,王戰(zhàn)輝,王亞輝,吳小平,李建成,王照鵬,江海洋,沈建忠
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,北京 海淀 100193;2.遼寧省畜牧獸醫(yī)局,遼寧 沈陽(yáng) 110001;3.北京維德維康生物技術(shù)有限公司,北京 海淀 100085)
三聚氰胺(Melamine,MEL)是典型的三嗪類化合物,分子式為C3H6N6,主要用于生產(chǎn)三聚氰胺甲醛樹脂。目前食品和飼料工業(yè)蛋白質(zhì)含量測(cè)試大多采用測(cè)定總氮的方法,因三聚氰胺含氮量高達(dá)66%左右[1],故而常被非法添加至食品和飼料中以提高蛋白質(zhì)含量指標(biāo),給消費(fèi)者健康帶來(lái)危害。
目前,關(guān)于檢測(cè)食品及飼料中三聚氰胺的殘留的方法,國(guó)內(nèi)外已有很多報(bào)道,其中包括高效液相色譜 法 (HPLC)[2]、高 效 液 相 色 譜-串 聯(lián) 質(zhì) 譜 法(HPLC-MS/MS)[3-4]、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)[5]等。這些方法雖能準(zhǔn)確檢測(cè),但都需要大型儀器,樣品前處理步驟復(fù)雜、耗時(shí),因此,建立靈敏、準(zhǔn)確、快速的檢測(cè)方法是非常必要的。
本試驗(yàn)通過制備三聚氰胺抗原、抗體,建立牛奶及奶粉中三聚氰胺快速檢測(cè)的酶聯(lián)免疫檢測(cè)方法,為進(jìn)一步研制牛奶及奶粉中三聚氰胺快速檢測(cè)試劑盒奠定基礎(chǔ)。
1.1 主要試劑 三聚氰胺(Melamine,99.0%),牛血清白蛋白(BSA),卵清蛋白(OVA),N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC),N-羥基琥珀酰亞胺(NHS),弗氏完全佐劑,弗氏不完全佐劑,聚乙二醇(PEG),均購(gòu) 自 Sigma 公 司;4,6-二 氨 基-2-氯-1,3,5-三 嗪(CAAT,98.0%),購(gòu)自北京易萊西諾生物科技有限公司;對(duì)氨基苯丁酸及其他試劑均為分析純,購(gòu)自北京化學(xué)試劑有限公司;DMEM培養(yǎng)基,HAT,HT培養(yǎng)基,購(gòu)自Gibco公司。
1.2 主要溶液(0.02 mol/L,p H 值7.2 PBS;包被液(0.05 mol/L,p H 值9.6 碳酸鹽緩沖液) 洗滌液(含0.05%吐溫20的 PBS);封閉液(2%包被液);樣品稀釋液(Na2HPO4·12H2O 12.48 g,Na H2PO4·2H2O 7.04 g,加水至400 m L).
1.3 試驗(yàn)動(dòng)物和融合細(xì)胞 BALB/c小鼠,購(gòu)自北京實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心;SP2/0細(xì)胞,由農(nóng)業(yè)部獸醫(yī)診斷中心惠贈(zèng)。
2.1 三聚氰胺免疫原和包被原的合成 稱取CAAT 0.430 g懸浮于10 m L無(wú)水乙醇中,加入0.5 g對(duì)氨基苯丁酸,加入KOH,使其終濃度為85%;反應(yīng)混合物75℃水浴回流24 h,分別在16 h和19 h的時(shí)候,加入0.37 g對(duì)氨基苯丁酸和180 mg KOH;產(chǎn)物過濾,減壓蒸餾,獲得油狀物質(zhì)。產(chǎn)物溶解于30 m L 5%碳酸鈉溶液,10 m L二氯甲烷洗滌兩次,水相用濃鹽酸調(diào)p H值至1,收集沉淀,干燥獲得三聚氰胺半抗原,命名為p-ABTAAT。
p-ABTAAT溶解于N,N-二甲基甲酰胺,分別加入等摩爾數(shù)的DCC和NHS,室溫反應(yīng)12 h,離心,除去沉淀,得到溶液Ⅰ;向溶液Ⅰ中加入溶有100 mg BSA或67 mg OVA的水溶液5 m L,室溫反應(yīng)12 h;反應(yīng)液用蒸餾水透析5 d,離心分離出上清液,即得到三聚氰胺免疫原或包被原p-ABTAAT-BSA(或p-ABTAAT-OVA)。
2.2 動(dòng)物免疫 取100μg p-ABTAAT-BSA偶聯(lián)物,加等量弗氏佐劑,制成乳化劑,免疫8周齡雌性BALB/c小鼠5只,免疫6次,每次間隔2周。除最后1次免疫為腹腔注射外,其余均為頸背部皮下多點(diǎn)注射。3免后7~10 d,小鼠眼眶采血,采用間接ELISA方法測(cè)定血清效價(jià)。
2.3 三聚氰胺單克隆抗體的制備
2.3.1 細(xì)胞融合 選取血清效價(jià)高和抑制效果好的小鼠用作融合。取小鼠脾細(xì)胞與SP2/0細(xì)胞在PEG2000作用下融合。將融合后細(xì)胞懸液加入到鋪有飼養(yǎng)細(xì)胞的96孔板中,以HAT和HT培養(yǎng)基選擇培養(yǎng)。
2.3.2 雜交瘤細(xì)胞篩選及克隆化 融合后7~10 d采用間接ELISA方法篩選效價(jià)高的陽(yáng)性細(xì)胞,再采用間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA方法檢測(cè)陽(yáng)性細(xì)胞分泌的抗體是否對(duì)三聚氰胺具有特異性。選擇OD值較高且克隆數(shù)目較少的陽(yáng)性細(xì)胞進(jìn)行4次亞克隆。
2.3.3 單克隆抗體的生產(chǎn) 取雌性BALB/c小鼠,注射滅菌石蠟油0.5 m L/只,7~15 d腹腔注射陽(yáng)性克隆雜交瘤細(xì)胞0.5×106/m L~1×106/m L/只。10 d后,抽取小鼠腹水。經(jīng)辛酸-飽和硫酸銨法提純,分裝凍干保存。
2.4 間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 用包被緩沖液將包被抗原p-ABTAAT-OVA稀釋為一定濃度,100μL/孔,4℃過夜;傾去孔內(nèi)液體,用洗滌液洗滌4次,拍干。每孔加入150μL封閉液,37℃恒溫封閉1 h,洗滌4次,拍干;將50μL抗體與等體積倍比稀釋的三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)液加到酶標(biāo)板上反應(yīng),每孔100μL,37℃反應(yīng)1 h,洗滌4次,拍干;每孔加入100μL HRP-羊抗鼠IgG,37℃反應(yīng)1 h,洗滌4次,拍干;每孔加入TMB溶液100μL,37℃顯色15 min,然后每孔加入50μL 2 mol/L H2SO4以終止反應(yīng),最后用酶標(biāo)儀測(cè)定各孔的OD450nm值。
2.5 交叉反應(yīng)率的測(cè)定 采用間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA,將其他藥物系列稀釋,用交叉反應(yīng)待測(cè)藥物代替三聚氰胺。用下式計(jì)算各競(jìng)爭(zhēng)物與三聚氰胺抗體的交叉反應(yīng)率。
交叉反應(yīng)率=[IC50(melamine)/IC50(競(jìng)爭(zhēng)物)]×100%
2.6 樣品處理
2.6.1 牛奶 取100μL加入900μL樣品稀釋液,充分混勻,取50μL用于檢測(cè)。
2.6.2 奶粉 稱取1.00±0.01 g于50 m L離心管中;加入6 m L蒸餾水充分混勻;取100μL加入900 μL樣品稀釋液,充分混勻;取50μL用于檢測(cè)。
2.7 添加回收率的測(cè)定 以500μg/L、1 000μg/L和2 000μg/L 3個(gè)濃度添加牛奶;以1.0 mg/kg、2.0 mg/kg和3.0 mg/kg 3個(gè)濃度添加奶粉。按照2.6所述方法進(jìn)行提取。
3.1 三聚氰胺半抗原的鑒定 經(jīng)質(zhì)譜鑒定半抗原結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)其分子離子峰為289(M+1)。半抗原化合物的元素分析結(jié)果(%):C,54.16;H,5.59;N,29.15;O,11.10。由上可知,化合物的分子量為288,分子中含有2個(gè)O,13個(gè)C。說(shuō)明三聚氰胺半抗原合成成功。
3.2 雜交瘤細(xì)胞株的建立 細(xì)胞融合后第7天,取上清液用間接ELISA方法檢測(cè)。選擇陽(yáng)性中OD值高的,克隆數(shù)目較少的孔,經(jīng)過4次亞克隆,得到1株能穩(wěn)定分泌三聚氰胺單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞株,命名為5F9。體內(nèi)誘生腹水法獲得單克隆抗體,腹水效價(jià)可達(dá)1.5×105。
3.3 三聚氰胺標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 確定包被抗原的最佳稀釋濃度為1∶2 000,單克隆抗體的工作濃度為1∶80 000。采用間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA法建立檢測(cè)三聚氰胺的競(jìng)爭(zhēng)抑制曲線,此抑制曲線針對(duì)三聚氰胺的IC50為61.3 ng/m L。見圖1。
圖1 三聚氰胺間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線
3.4 交叉反應(yīng)率的測(cè)定 該株單抗與三聚氰胺、三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺、4,6-二氨基-2-氯-1,3,5-三嗪的交叉反應(yīng)率分別為100.0%、1.3%、1.67%、2.45%、2.75%。見表1。
3.5 添加回收率的測(cè)定 以500μg/L、1 000μg/L和2 000μg/L 3個(gè)濃度添加牛奶,回收率在76.4%~91.0%,變異系數(shù)在2.4%~14.5%;以1.0 mg/kg、2.0 mg/kg和3.0 mg/kg 3個(gè)濃度添加奶粉,回收率在68.1%~83.8%,變異系數(shù)在3.4%~9.0%。結(jié)果見表2。
表1 三聚氰胺單克隆抗體的交叉反應(yīng)率
表2 牛奶及奶粉中三聚氰胺的添加回收結(jié)果
4.1 三聚氰胺人工抗原的制備 免疫半抗原設(shè)計(jì)的原則是免疫半抗原與載體連接后能最大程度的保持和突出待測(cè)物的特征結(jié)構(gòu)[6]。三聚氰胺分子上有3個(gè)氨基,它們的反應(yīng)活性是一樣的,若采用戊二醛法或通過鹵代羧酸將氨基取代,則很有可能形成一元、二元甚至三元取代的混合物。這樣的話,就破壞了三聚氰胺游離氨基的特征結(jié)構(gòu)。因此,選擇4,6-二氨基-2-氯-1,3,5-三嗪作為先導(dǎo)化合物,CAAT 上的 Cl原子很容易被對(duì)氨基苯丁酸的氨基H原子取代,形成能最大程度保留三聚氰胺特征結(jié)構(gòu)的半抗原。
4.2 三聚氰胺單克隆抗體 根據(jù)表1中交叉反應(yīng)率的測(cè)定結(jié)果,說(shuō)明該抗體的特異性較高。同時(shí)表明三嗪環(huán)上的3個(gè)氨基在與抗體識(shí)別過程中發(fā)揮著重要作用。另外,就4,6-二氨基-2-氯-1,3,5-三嗪的低交叉反應(yīng)率,可能與其結(jié)構(gòu)上的氯原子的強(qiáng)吸電子效應(yīng)有關(guān)。
4.3 牛奶、奶粉樣品的測(cè)定 免疫分析方法的樣品前處理較為簡(jiǎn)單,但基質(zhì)效應(yīng)對(duì)免疫測(cè)定有一定影響。Yin[7]等建立間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA方法檢測(cè)牛奶、奶粉及飼料中三聚氰胺殘留時(shí),將牛奶樣品10倍稀釋后直接測(cè)定,奶粉樣品經(jīng)0.02 M醋酸緩沖液沉淀蛋白,上清液10倍稀釋后測(cè)定。本試驗(yàn)中,對(duì)牛奶、奶粉都是直接10倍稀釋后上樣檢測(cè)。從對(duì)基質(zhì)效應(yīng)的分析來(lái)看,1∶10倍稀釋的樣品已基本上消除了生物基質(zhì)對(duì)檢測(cè)的影響。
該方法快速、靈敏、簡(jiǎn)便、可靠,完全符合目前對(duì)牛奶及奶粉中三聚氰胺快速檢測(cè)的需求。
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