陶光燦, 李 勇, 崔廷婷, 王 嬌, 扶 勝
(北京勤邦生物技術(shù)有限公司,北京 102206)
氨苯砜(dapsone,DDS)為砜類抑菌劑,對麻風(fēng)桿菌有較強的抑菌作用,大劑量使用時顯示殺菌作用[1]。由于其作用機制與磺胺類藥物相似,兩者具有協(xié)同增效作用,在動物和水產(chǎn)養(yǎng)殖中常作為磺胺增效劑使用[2]。然而氨苯砜毒性較大,可引起血液系統(tǒng)反應(yīng),如高鐵血紅蛋白血癥和溶血性貧血,還可能出現(xiàn)肝腎功能損害和精神障礙[1,3],因此我國農(nóng)業(yè)部235號公告明確規(guī)定禁止在所有食品動物中使用,且在動物性食品中不得檢出[4];歐盟2377/90也明確規(guī)定氨苯砜為禁用藥物[2]。
目前,國內(nèi)外關(guān)于食品中氨苯砜殘留檢測的報道較少,且多與磺胺類藥物同時檢測,方法主要為高效液相色譜法[5-6]和液質(zhì)聯(lián)用法[2,7-8],儀器方法可以精確地進行定量分析,但設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜、對樣品純度要求較高、檢測成本高、周期長,只能用于小批量樣本抽檢,無法滿足食品安全檢測中對大批量樣本現(xiàn)場快速篩查的需要[9]。而酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)(ELISA)具有特異性高、敏感性強、快速方便、不需要昂貴儀器設(shè)備、檢測成本低、適合于大批量樣品的檢測等優(yōu)點,已在農(nóng)獸藥殘留及微量毒素檢測中被廣泛應(yīng)用,但目前尚未見該技術(shù)在動物源性食品中氨苯砜殘留檢測中應(yīng)用的報道。因此,作者在利用合成的氨苯砜人工抗原,通過細胞融合技術(shù)制備出DDS單克隆抗體的基礎(chǔ)上,建立了動物源性食品中氨苯砜殘留的間接競爭酶聯(lián)免疫吸附法,為商品化試劑盒的研制打下基礎(chǔ)。
氨苯砜(純度≥99%)、琥珀酸酐、吡啶、二甲基亞砜、碳化二亞胺、N,N-二甲基甲酰胺、牛血清白蛋白(BSA)、卵清蛋白(OVA):Sigma公司產(chǎn)品;其他常規(guī)化學(xué)試劑均為分析純:北京化學(xué)試劑公司產(chǎn)品;復(fù)溶工作液:pH 7.6,含質(zhì)量分數(shù)8%~12%酪蛋白、0.1~0.3 mol/L的磷酸鹽緩沖液。
8010S勻漿機:上海斯伯明儀器設(shè)備有限公司產(chǎn)品;2000SBL電子天平:美國Setra公司產(chǎn)品;KS-Ⅱ振蕩器:上海躍進醫(yī)療器械廠產(chǎn)品;QL-901漩渦混合器:海門市其林貝爾儀器制造有限公司產(chǎn)品;Anke TDL-40B低速離心機:上海安亭科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品;DSY-Ⅲ氮吹儀:北京金科精華苑科技有限公司產(chǎn)品;微量移液器(單道 20~200 μL、100~1 000 μL,多道 20~300 μL):美國 Thermo 公司產(chǎn)品;DHP-600生化培養(yǎng)箱:天津市中環(huán)實驗電爐有限公司產(chǎn)品;MK3酶標儀:美國Thermo公司產(chǎn)品。
1.3.1 氨苯砜半抗原的合成 0.50 g氨苯砜、0.40 g琥珀酸酐和2 mL吡啶在10 mL二甲基亞砜中混合,在60℃下攪拌反應(yīng)10 h,蒸除溶劑,柱層析后在乙醇-水體系中重結(jié)晶得到氨苯砜單琥珀酸酰胺,即為氨苯砜半抗原。
1.3.2 氨苯砜人工抗原的制備及鑒定
1)氨苯砜免疫原的制備 取氨苯砜半抗原12 mg用1.5 mL N,N-二甲基甲酰胺溶解,得到溶液Ⅰ;取質(zhì)量分數(shù)50%的戊二醛10 μL加入溶液Ⅰ中,室溫下攪拌反應(yīng)18 h,得到溶液Ⅱ;取牛血清白蛋白60 mg用4.5 mL水稀釋后加入溶液Ⅱ中,反應(yīng)過夜后加入24 mg NaBH4反應(yīng)3 h,用三蒸水透析48 h,即得氨苯砜免疫原。
2)氨苯砜包被原的制備 取碳化二亞胺50 mg用2 mL水使之充分溶解,得到溶液A;取氨苯砜半抗原13 mg用1 mL N,N-二甲基甲酰胺溶解,得到溶液B;取卵清蛋白30 mg溶于2 mL 0.01 mol/L PBS(pH=8.0)溶液中,得到溶液C;將B液與C液混合,在磁力攪拌下逐滴加入A液中,室溫下攪拌反應(yīng)24 h,用三蒸水透析48 h,即得氨苯砜包被原。
3)人工抗原的鑒定及偶聯(lián)比測定 采用TNBS方法[10]初步鑒定了人工抗原的合成情況,并測定了氨苯砜半抗原與牛血清白蛋白和卵清蛋白的偶聯(lián)比。
1.3.3 單克隆抗體的制備 用150 μg的氨苯砜免疫原與等量弗氏完全佐劑(FCA)混合制成乳化劑,頸背部皮下多點注射。二免和三免時,將FCA換成弗氏不完全佐劑(FIA),劑量和方法同上,每次免疫間隔時間為2周,三免后第7 d,小鼠尾部靜脈采血,室溫靜置1 h,4℃過夜,12 000 r/min離心10 min,收集血清,4℃保存,用間接ELISA法測定血清效價,待效價較高時,按照150 μg/只的劑量腹腔注射加強免疫。3 d后取小鼠脾臟進行細胞融合,以有限稀釋法篩選陽性克隆,并按照常規(guī)方法制備腹水抗體[11],用飽和硫酸銨法純化后備用。
1.3.4 酶聯(lián)免疫方法的建立
1)抗原抗體最佳工作濃度的確定 采用方陣滴定法確定包被抗原 (氨苯砜半抗原-卵清蛋白偶聯(lián)物)與單克隆抗體的最佳工作濃度。每孔加入100 μL最佳工作濃度的包被原包被酶標板,37℃溫育2 h;傾去包被液,經(jīng)PBST洗滌液洗滌3次,用封閉液37℃條件下封閉2 h,洗滌3次,干燥備用。向包被有包被原的酶標板微孔中加入氨苯砜標準品溶液50 μL,隨機加入辣根過氧化物酶標記的羊抗鼠抗抗體溶液50 μL,再加入最佳工作濃度的單克隆抗體溶液 50 μL,用蓋板膜封板,25℃反應(yīng) 30 min,用洗滌液洗滌4~5次。每孔再加入底物液A液(過氧化脲)和 B 液(四甲基聯(lián)苯胺)各 50 μL/孔,25 ℃顯色 15 min后每孔加入 50 μL 2 mol/L H2SO4終止液,設(shè)定酶標儀于450 nm處測定每孔吸光度值。
2)標準曲線的制作 采用間接競爭ELISA方法建立標準曲線,分別選擇標準品質(zhì)量濃度0、0.1、0.3、0.9、2.7、8.1 μg/L,以質(zhì)量濃度為 0 μg/L 時的OD值為B0值,其它濃度氨苯砜標準品的OD值為B值,以百分吸光度值(B/B0)為縱坐標,標準品濃度的對數(shù)值為橫坐標,繪制標準曲線。
1.3.5 樣本前處理方法的建立
1)雞肉、豬肉前處理方法 稱?。?.0±0.05)g樣本至50 mL聚苯乙烯離心管中,加入7.5 mL乙腈和 0.5 mL 水,振蕩 2 min,4 000 r/min 室溫(20~25℃)離心5 min;取出2 mL上層有機相至10 mL干凈的玻璃試管中,50℃下氮氣吹干或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干;加入1 mL正己烷,渦動30 s,再加入1 mL復(fù)溶工作液,渦動 30 s;室溫(20~25 ℃)4 000 r/min 離心5 min;除去上層有機相,取下層50 μL用于分析。
2)雞蛋、蜂蜜前處理方法 稱?。?.0±0.05)g樣本至10 mL離心管中;加入4 mL去離子水,振蕩30 s,取上層清液200 μL加入600 μL復(fù)溶工作液混勻;取50 μL用于分析。
3)牛奶前處理方法 取100 μL樣本至2 mL離心管,加入 500 μL 復(fù)溶工作液,混勻;取 50 μL用于分析。
1.3.6 酶聯(lián)免疫方法技術(shù)參數(shù)的確定
1)樣本檢測限試驗 取空白樣本20份,按1.3.4所述方法前處理后進行ELISA檢測,從標準曲線上查出對應(yīng)于各百分吸光度值的氨苯砜濃度,以20份樣本的質(zhì)量分數(shù)平均值()和標準差(S)表示檢測限(MDL),即 MDL=+3S。
2)準確度和精密度試驗 以3個不同質(zhì)量分數(shù)的氨苯砜標準品分別對空白雞肉、豬肉、雞蛋、蜂蜜、牛奶樣本進行添加回收試驗,計算回收率和變異系數(shù)。
式中:CX為添加了一定氨苯砜的樣本經(jīng)過標準曲線分析得到的實際質(zhì)量分數(shù),μg/kg;C0為空白樣本經(jīng)過標準曲線分析得到的實際質(zhì)量分數(shù),μg/kg;C為實際添加的氨苯砜質(zhì)量分數(shù),μg/kg。
3)穩(wěn)定性試驗 將酶聯(lián)免疫方法相關(guān)的試劑組裝成試劑盒后,取足量保存于37℃環(huán)境中,每隔1 d取出適量,分別測定零標準品的OD值、半數(shù)抑制濃度(IC50),及按2)所述方法進行添加回收試驗所測得的回收率,直到試劑盒的靈敏度和回收率開始下降為止,根據(jù)試驗結(jié)果判斷試劑盒的穩(wěn)定性。
4)可靠性試驗 隨機抽取雞肉、豬肉、雞蛋、蜂蜜、牛奶樣本各20份,用本方法與標準方法《SN/T 2219—2008進出口動物源性食品中氨苯砜及其代謝產(chǎn)物殘留量檢測方法 液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》(對雞肉、豬肉、雞蛋和牛奶中氨苯砜的測定低限為0.5 μg/kg)[12]和《GB/T 22940—2008 蜂蜜中氨苯砜殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法》(方法檢出限為2.0 μg/kg)[13]分別對其進行檢測,根據(jù)試驗結(jié)果驗證ELISA方法檢測實際樣本的有效性。
通過TNBS法證明偶聯(lián)反應(yīng)是成功的,并測得半抗原與BSA的偶聯(lián)結(jié)合比為10.45∶1,與OVA的偶聯(lián)結(jié)合比為7.28∶1。TNBS能特異性地與蛋白質(zhì)分子上的自由氨基結(jié)合,專一性比較強,對儀器要求更低,操作也較簡單。
方陣法測定不同包被原和單克隆抗體的間接競爭抑制ELISA測定結(jié)果 (A450nm值)見表1。在ELISA包被過程中,包被效果與濃度呈正相關(guān),但濃度過高,不僅浪費試劑,而且會降低待測物的競爭能力,從而影響曲線靈敏度[14]??紤]到酶標儀測定OD450nm值的敏感范圍在1.00左右,為了既保證測定結(jié)果的靈敏可靠,又減少抗原的用量,試驗應(yīng)選擇的最適包被原稀釋倍數(shù)為1∶40 000,最佳抗體稀釋倍數(shù)為 1∶100 000。
根據(jù)建議的間接競爭ELISA方法,選擇氨苯砜標準品質(zhì)量濃度 0、0.1、0.3、0.9、2.7、8.1 μg/L, 以百分吸光度值(B/B0)為縱坐標(Y),標準品質(zhì)量濃度的對數(shù)值為橫坐標(X)繪制標準曲線如圖1。以lg(B/B0)為縱坐標,標準品濃度的對數(shù)值為橫坐標,將圖1轉(zhuǎn)換后可知,在0.1~8.1 μg/L質(zhì)量濃度范圍內(nèi),lg(B/B0)與氨苯砜濃度對數(shù)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系(圖 2), 得回歸方程 Y=-2.492 6X-0.982 4,R2=0.995 6,IC50為 0.369 μg/L。
圖1 氨苯砜的標準曲線Fig.1 Calibration curve of dapsone by ELISA
圖2 氨苯砜的檢測標準曲線Fig.2 Calibration curve for detection of dapsone by ELISA
一定條件下,ELISA方法檢測限(MDL)符合正態(tài)分布的規(guī)律[15],因此用20個空白樣本通過ELISA測定的光密度在標準曲線上對應(yīng)的氨苯砜濃度的平均值()和標準差(S)來表示,即 MDL=+3S,結(jié)果見表2。綜合考慮幾種樣本的檢測限數(shù)據(jù),得本方法對雞肉、豬肉樣本的檢測限為0.2 μg/kg,對雞蛋、蜂蜜樣本的檢測限為2 μg/kg,對牛奶樣本的檢測限為 0.6 μg/L。
表2 酶聯(lián)免疫方法對不同樣本的檢測限Table 2 Detection limit for different samples of ELISA
ELISA測定的準確度以回收率表示,精密度以變異系數(shù)表示。取空白雞肉、豬肉、雞蛋、蜂蜜、牛奶樣本,按表3所述的氨苯砜添加質(zhì)量分數(shù)對其進行添加回收試驗,每個質(zhì)量分數(shù)做5個平行,用3個批次的產(chǎn)品測定,分別計算回收率和批內(nèi)、批間變異系數(shù),結(jié)果見表3。
表3 酶聯(lián)免疫方法的準確度和精密度Table 3 Accuracy and precision of ELISA
由表3可知,以3個不同質(zhì)量分數(shù)的氨苯砜標準品對空白雞肉、豬肉、雞蛋、蜂蜜、牛奶樣本進行添加,其加標回收率范圍為78.2%~104.0%,說明方法準確度較好;批內(nèi)變異系數(shù)范圍為5.2%~11.4%,批間變異系數(shù)范圍為7.4%~13.5%,均小于15%,說明方法精密度(重復(fù)性)較好。
將ELISA方法涉及到的各種試劑組裝成試劑盒后在37℃條件下存放,每隔1 d取出,測定靈敏度和回收率等參數(shù),結(jié)果見表4。經(jīng)測定,該試劑盒能在37℃條件下穩(wěn)定保存9 d,第10 d開始各項參數(shù)下降。根據(jù)生化試劑在37℃每穩(wěn)定1 d,相當于4~10℃保存一個半月[16],可知,試劑盒可在4℃下至少穩(wěn)定保存12個月。
表4 酶聯(lián)免疫試劑盒穩(wěn)定性測定Table 4 Stability of the ELISA kit
通過ELISA方法和儀器方法對隨機抽取的雞肉、豬肉、雞蛋、蜂蜜、牛奶樣本進行測定,雞肉、豬肉樣本的陽性判定線為0.5 μg/kg,雞蛋、蜂蜜樣本的陽性判定線為2 μg/kg,牛奶樣本的陽性判定線為0.6 μg/L,結(jié)果篩選出7份陽性樣本,比較結(jié)果見表5。
表5 ELISA法和LC-MS/MS法檢測結(jié)果比較Table 5 Comparison determination results of ELISA with LC-MS/MS
由表5可知,用ELISA法和LC-MS/MS法的測定結(jié)果基本一致,符合度達到100%,適用于動物源性食品中氨苯砜殘留的篩選。
氨苯砜(DDS)為小分子物質(zhì),不具備免疫原性,只有反應(yīng)原性,因此需要與一大分子物質(zhì)共價結(jié)合后才能使動物免疫系統(tǒng)識別,產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。合成免疫抗原通常采用小分子物質(zhì)與載體蛋白直接偶聯(lián)的方法,但是由于DDS相對分子質(zhì)量較小,含有的可反應(yīng)基團較少,使與載體蛋白偶聯(lián)上的可能性大大降低;同時其結(jié)構(gòu)簡單,與載體蛋白偶聯(lián)后由于缺少間接臂,可能影響DDS與抗體的特異性識別。因此,本研究先對DDS小分子物質(zhì)進行結(jié)構(gòu)改造,在保留其基本結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上引入一定長度的間接臂,然后再與蛋白偶聯(lián),可以制備得到較高偶聯(lián)比的人工抗原,在免疫時更易誘發(fā)產(chǎn)生特異性抗體。
目前,用高效液相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測食品中氨苯砜的定量下限多在0.12~5 μg/kg。作者建立的檢測方法的半數(shù)抑制濃度 (IC50)為0.369 μg/L,對雞肉、豬肉樣本的檢測限為0.2 μg/kg,對雞蛋、蜂蜜樣本的檢測限為2 μg/kg,對牛奶樣本的檢測限為0.6 μg/L,與儀器方法相比,靈敏度較低。但由于ELISA方法對儀器、樣品純度和技術(shù)人員的要求不高,操作簡便,檢測時間短(45 min)、成本低,適合于大量樣本中氨苯砜殘留檢測的快速篩選,能夠更好地滿足我國基層檢測單位、政府職能監(jiān)管部門等開展檢測工作,具有較好的應(yīng)用前景。
[1]廉佳,張峻嶺,盧桂玲.羥氯喹、氨苯砜、沙利度胺在皮膚科的應(yīng)用[J].中國皮膚性病學(xué)雜志,2007,21(10):632-633.LIAN Jia,ZHANG Jun-ling,LU Gui-ling.Hydroxychloroquine,dapsone and thalidomide applications in dermatology[J].The Chinese Journal of Dermatovenereology,2007,21(10):632-633.
[2]田云,岳振峰,葉衛(wèi)翔,等.動物組織中氨苯砜及其代謝產(chǎn)物殘留量的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定[J].分析測試學(xué)報,2009,28(1):88-92.TIAN Yun,YUE Zhen-feng,YE Wei-xiang,et al.Determination of dapsone and its metabolite residue in animal tissue by liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J].Journal of Instrumental Analysis,2009,28(1):88-92.(in Chinese)
[3]Coleman M D.Dapsone toxicity:some current perspectives[J].General Pharmacology:The Vascular System,1995,26(7):1461-1467.
[4]中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.中華人民共和國農(nóng)業(yè)部第235號公告[B].北京,2002.
[5]Hela W,Brandtner M,Widek R,et al.Determination of sulfonamides in animal tissues using cation exchange reversed phase sorbent for sample cleanup and HPLC-DAD for detection[J].Food Chemistry,2003,83(4):601-608.
[6]Suhren G,Heeschen W.Detection of eight sulphonamides and dapsone in milk by a liquid chromatographic method[J].Analytica Chimica Acta,1993,275(1-2):329-333.
[7]Hadjigeorgiou M,Papachrysostomou C H,Theodorou Z,et al.Determination of dapsone in meat and milk by liquid chromatography tandem mass spectrometry[J].Analytica Chimica Acta,2009,637(1-2):220-224.
[8]Vanrhijn J A,Lasaroms J J P,Berendsen B J A,et al.Liquid chromatographic-tandem mass spectrometric determination of selected sulphonamides in milk[J].Journal of Chromatography A,2002,960(1-2):121-133.
[9]涂順,裘雪梅,謝少霞,等.蘇丹紅Ⅰ酶聯(lián)免疫吸附檢測方法的建立[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報,2009,28(6):791-794.TU Shun,QIU Xue-mei,XIE Shao-xia,et al.Enzyme linked immunosorbent assay for the detection of sudanⅠ [J].Journal of Food Science and Biotechnology,2009,28(6):791-794.(in Chinese)
[10]李穎.苦豆子生物堿間接競爭酶聯(lián)免疫分析方法(IC-ELISA)初步研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué),2012.
[11]楊利國,胡永昶,魏平華,等.酶免疫測定技術(shù)[M].南京:南京大學(xué)出版社,1998.
[12]中華人民共和國深圳出入境檢驗檢疫局,中華人民共和國重慶出入境檢驗檢疫局,中華人民共和國安徽出入境檢驗檢疫局.SN/T 2219-2008進出口動物源性食品中氨苯砜及其代謝物殘留量的檢測方法 液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法[M].北京:中國標準出版社,2009.
[13]中華人民共和國秦皇島出入境檢驗檢疫局.GB/T 22940-2008蜂蜜中氨苯砜殘留量的測定 液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法 [M].北京:中國標準出版社,2009.
[14]余鵬敏.丙草胺和乙草胺的酶聯(lián)免疫吸附分析方法研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[15]國占寶,武玉香,田文禮,等.食品中四環(huán)素類殘留的酶聯(lián)免疫檢測試劑盒的研制[J].食品科學(xué),2011,32(2):333-337.GUO Zhan-bao,WU Yu-xiang,TIAN Wen-li,et al.Development of a new ELISA kit for tetracycline residue detection in foods[J].Food Science,2011,32(2):333-337.(in Chinese)
[16]唐偉國.醫(yī)學(xué)檢驗診斷試劑的制備與應(yīng)用[M].上海:上??茖W(xué)技術(shù)文獻出版社,1996.