唐世云 武玉香 曲光剛 付石軍 沈志強(qiáng)
(山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院1,濱州 256600)(山東綠都生物科技有限公司2,濱州 256600)
間接競爭ELISA法檢測谷物中T-2毒素
唐世云1武玉香2曲光剛1付石軍1沈志強(qiáng)1
(山東省濱州畜牧獸醫(yī)研究院1,濱州 256600)(山東綠都生物科技有限公司2,濱州 256600)
T-2 毒素是單端孢霉烯族毒素的重要代表,在單端孢霉烯族毒素中毒性最強(qiáng),是主要的食品污染源之一,用間接競爭酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)對谷物中的T-2毒素進(jìn)行了測定。從樣品的處理、T-2毒素的添加回收及ELISA的實驗檢測等方面進(jìn)行試驗,最終結(jié)果用分析軟件分析相關(guān)數(shù)據(jù)得到相關(guān)系數(shù)為0.998,IC50為1.3 μg/kg,標(biāo)準(zhǔn)品濃度為0~16.2 μg/kg,靈敏度為0.2 μg/kg,添加回收率均大于90%。該法測定T-2毒素方法簡便,特異性高,靈敏度高,重復(fù)性好,適合用于檢測谷物中的T-2毒素。
間接競爭酶聯(lián)免疫分析 T-2毒素 谷物
T-2毒素主要是三線鐮刀菌產(chǎn)生的單端孢霉烯族化合物(trichothecenes,TS)之一。它廣泛分布于自然界,是常見的污染田間作物和庫存谷物的主要毒素,對人、畜危害較大[1]。
1973年聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAQ)和世界衛(wèi)生組織(WHO)在日內(nèi)瓦召開的聯(lián)席會議上,把這類毒素同黃曲霉毒素一樣作為自然存在的最危險的食品污染源。人畜誤食污染有T-2 毒素的谷物后,可引起急性中毒,危及人們的生命安全和身體健康[2-3]。該病是一種非常嚴(yán)重的常引起死亡的人類真菌毒素中毒癥[4-5]。T-2毒素由Bamburg于1968年首次分離提純并確認(rèn)了化學(xué)結(jié)構(gòu)。T-2毒素為白色針狀結(jié)晶,鐮刀菌在谷物上適宜繁殖溫度為16~24 ℃,相對濕度為85%;如在土壤中則分別為12~24 ℃和40%~60%。凡適合此菌生長繁殖的地區(qū)的玉米、麥類、稻谷、豆類、薯類等作物上均易感染此菌[6]。近年有研究提出,T-2毒素對食用糧(小麥、玉米)的污染導(dǎo)致了另一種地方病——大骨節(jié)病(KBD)的發(fā)生[7]。
T-2毒素對不同動物的毒性有一定種屬差異,新生或未成年動物比成年動物對毒素更敏感。亞急性和慢性毒性作用可導(dǎo)致骨髓和淋巴組織壞死、溶解,外周血干細(xì)胞減少和淋巴細(xì)胞嚴(yán)重缺乏[8]。為此我國對飼料中的T-2毒素的允許量做出了規(guī)定,如表1所示。
表1 GB 21693—2008 配合飼料中T-2毒素的允許量
現(xiàn)在T-2毒素主要的檢測方法為液相色譜法(LC)、氣相色譜法(GC)及免疫法等。酶聯(lián)免疫吸附分析法(ELISA)具有樣品前處理簡單、快速方便、特異性和靈敏度高且不需要昂貴的儀器設(shè)備等特點,比較適合推廣普及可以進(jìn)行定性和定量測定,大大節(jié)約了測試成本,因而ELISA法可以廣泛用于T-2毒素的測定[9]。
T-2毒素與載體蛋白-牛血清白蛋白的結(jié)合物(T-2-BSA)、T-2毒素單克隆抗體:山東綠都生物科技有限公司;辣根過氧化酶(HRP):北京賽弛生物科技有限公司;T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品:北京華安麥科生物技術(shù)有限公司;四甲基聯(lián)苯胺(TMB):上海紫一試劑廠;牛血清白蛋白(BSA):廣州蕊特生物科技有限公司; 96孔酶標(biāo)板:上海研謹(jǐn)生物科技有限公司;其他化學(xué)藥品均為分析純;谷物(小麥、玉米、小米、大米):本地農(nóng)貿(mào)市場。
TDL-40B臺式離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;MK3型酶標(biāo)儀:美國Thermo公司; JE1002型電子天平:上海浦春計量儀器有限公司;QL-866振蕩器:海門市其林貝爾儀器制造有限公司;DRP-9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海森信實驗儀器有限公司;Genex Beta單道和多道微量移液器:荷蘭百得公司;離心管:海門博陽實驗器材廠。
1.3.1 試驗原理
采用間接競爭ELISA法檢測樣本中T-2毒素含量。酶標(biāo)板微孔內(nèi)預(yù)先包被有T-2毒素的抗原,加入標(biāo)準(zhǔn)液或樣本、酶標(biāo)記物、T-2毒素抗體后,樣本或標(biāo)準(zhǔn)液中的T-2毒素抗原和微孔內(nèi)包被的偶聯(lián)抗原競爭結(jié)T-2毒素抗體,用底物液顯色,樣本和標(biāo)準(zhǔn)液中的T-2毒素含量與吸光度值呈反比,與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較即可得出T-2毒素含量。
1.3.2 酶標(biāo)板的包被
將T-2毒素的抗原用包被緩沖液(pH 9.6 0.05 mol/L碳酸鹽緩沖液)稀釋,包被到酶標(biāo)板微孔中,每孔100 μL,4 ℃過夜。
酶標(biāo)板用洗滌液洗滌3次,加封閉液封閉2 h后烘干保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.3 ELISA溶液的制備
樣品提取液80%甲醇,包被緩沖液為pH 9.6的碳酸鹽緩沖液;洗液為含0.05%吐溫-20的pH 7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS);底物緩沖液為pH 5.0的磷酸-檸檬酸緩沖液;底物A:稱取TMB 17.2 mg,加DMSO 1 mL溶解,然后加醋酸鈉緩沖液(0.1 mol/L,pH 5.5)66 mL;底物B:取雙蒸水100 mL,加30% H2O217 μL;終止液:2 mol/L硫酸。
1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)品配制
用10%甲醇將T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品依次配成0、0.2、0.6、1.8、5.4、16.2 μg/kg 6個濃度,作為標(biāo)準(zhǔn)品的濃度。
1.3.5 樣品處理
稱取粉碎谷物樣品(小麥、玉米、小米、大米)(2.0±0.05)g至離心管中,加入30 mL樣品提取液, 震蕩提取1 min;4 000 r/min離心5 min;小心移取上清液100 μL 加到900 μL 1×T-2毒素谷物稀釋液中混勻,取50 μL用于分析。稀釋倍數(shù)為150倍。
1.3.6 樣品測定
將所需試劑從冷藏環(huán)境中取出,待其完全回升至室溫(20~25 ℃)后方可使用。注意每種液體試劑使用前均須搖勻。
加標(biāo)準(zhǔn)品/樣品、酶、抗體:加標(biāo)準(zhǔn)品/樣品50 μL到對應(yīng)的微孔中,加入T-2毒素酶標(biāo)物50 μL/孔, 再加入T-2毒素抗體50 μL/孔,輕輕振蕩混勻,用蓋板膜蓋板后置37 ℃避光環(huán)境中反應(yīng)20 min。
洗板:小心揭開蓋板膜,將孔內(nèi)液體甩干,加入洗滌工作液250 μL/孔,每次靜置20 s,甩去孔內(nèi)液體,重復(fù)洗滌3次,最后一次用吸水紙拍干。
顯色:加入底物液A液50 μL/孔,再加底物液B液50 μL/孔,輕輕振蕩混勻,用蓋板膜蓋板后置37 ℃避光環(huán)境中反應(yīng)10 min。
測定:加入終止液50 μL/孔,用酶標(biāo)儀立即測定450 nm處的吸光度值(建議用雙波長450/630 nm)檢測。
1.3.7 數(shù)據(jù)處理
Ridasoft .win軟件作為ELISA方法結(jié)果分析軟件,操作簡單易行,只需將數(shù)據(jù)輸入軟件,就可以自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,解決了數(shù)據(jù)處理煩瑣的問題。現(xiàn)將原始吸光度值及標(biāo)準(zhǔn)品的濃度按軟件的要求輸入到電腦中,點擊軟件中的不同圖標(biāo)可以得到不同的曲線,ELISA分析中常用的是擬合曲線及標(biāo)準(zhǔn)曲線。試驗數(shù)據(jù)用軟件處理后,不但可以看到試驗數(shù)據(jù)是否理想,還可以直接得出試驗樣品中的T-2毒素含量,非常方便,省去了煩瑣的計算。
以標(biāo)準(zhǔn)品百分吸光率為縱坐標(biāo),以T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品濃度(μg/kg)為橫坐標(biāo),繪制函數(shù)曲線圖,如圖1。將樣本的百分吸光率代入曲線中,從曲線上讀出樣本所對應(yīng)的濃度,乘以其對應(yīng)的稀釋倍數(shù)即為樣本中T-2毒素實際濃度。以logit/log 作圖,logit為縱坐標(biāo),T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo), logit= ln (p/q),p=B/B0,q=1-p, 標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖2,其中B為不同濃度標(biāo)準(zhǔn)品的吸光值,B0為標(biāo)準(zhǔn)品濃度為0時的吸光值。
圖1 擬合曲線
圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線
由擬合曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線可以看出,在0~16.2 μg/kg含量范圍內(nèi),T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品曲線有良好的線性關(guān)系,線性方程為:y=-1.9x+1.8,相關(guān)系數(shù)為0.998,IC50為1.3 μg/kg(擬合曲線得到的IC50是根據(jù)實際數(shù)據(jù)得到的,標(biāo)準(zhǔn)曲線的IC50值經(jīng)過修正,故確定1.3 μg/kg為最終的IC50)。經(jīng)計算得知,當(dāng)T-2毒素質(zhì)量濃度達(dá)到0.2 μg/kg時,抑制率為19.3%,可以確定T-2毒素間接競爭ELISA法檢測的靈敏度為0.2 μg/kg 。
每個樣品取2個平行樣品,按同一方法處理、測定,測定結(jié)果見表2。
表2 谷物中T-2毒素含量的測定結(jié)果
酶標(biāo)儀讀出吸光值后輸入Ridasoft .win軟件, 從軟件的分析結(jié)果中直接可以得到最終樣品中的T-2毒素的含量。從結(jié)果中可以看到,T-2毒素在谷物中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前在飼料中的限量標(biāo)準(zhǔn)(≤1 mg/kg),也低于以色列等國規(guī)定的谷物飼料中的限量值(≤100 μg/kg),可以認(rèn)為市場采購的這些谷物是安全的。
選玉米樣品,分別加入質(zhì)量濃度為30、80 μg/kg的T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品;選小麥樣品,分別加入濃度為4、6 μg/kg的T-2毒素標(biāo)準(zhǔn)品。按1.3.5樣品處理方法并測定,樣品做2個平行,同時測定樣品空白對照,計算回收率。結(jié)果如表3所示,玉米樣品的添加回收率分別為92.3%和93.6%,小麥樣品的添加回收率在95.0%和93.3%,符合方法的要求(要求回收率70%~120%)說明該方法回收效率較高,重現(xiàn)性好。
表3 T-2毒素回收率試驗結(jié)果
用該ELISA快速檢測方法檢測谷物中T-2毒素的含量,樣品前處理簡單,適用范圍廣;標(biāo)準(zhǔn)品含量在0~16.2 μg/kg含量范圍內(nèi)線性關(guān)系良好,線性關(guān)系達(dá)到0.998,具有較高的靈敏度;添加回收率均在90%以上,重復(fù)性好,滿足分析的要求。間接競爭ELISA檢測法耗時短(總耗時約1 h),為準(zhǔn)確測定谷物、飼料及其原料中T-2毒素的含量提供了簡便有效方法。
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Indirect Competitive ELISA Method for Detecting T-2 Toxin in Cereals
Tang Shiyun1Wu Yuxiang2Qu Guanggang1Fu Shijun1Shen Zhiqiang1
(Shandong binzhou animal science and veterinary medicine academy1, Binzhou 256600)(Shandong Lvdu Biotechnology Co., Ltd.2Binzhou 256600)
T-2 toxin is one of the important representatives of trichothecenes and also the most toxic element amoung trichothecenes. It has been one of the major pollution sources of food. T-2 toxin in cereal has been determined by indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The study included sample treatment, the addition and recycling of T-2 toxin, the detection of ELISA assay and so on. The data of analysis software showed that the linear correlation coefficient was 0.998, IC50of 1.3 μg/kg, standard concentration of 0~16.2 μg/kg, sensitivity of 0.2 μg/kg and recover rate of above 90%. The determination method of T-2 toxin has advantages; it si simplewith high specificity, high sensitivity, good repeatability and is suitable for detecting T-2 toxin in cereals.
indirect competitive ELISA, T-2 toxin, cereals
S51
A
1003-0174(2014)06-0118-04
2013-06-23
唐世云,男,1974年出生,助理研究員,食品加工與安全
沈志強(qiáng),男,1963年出生,研究員,預(yù)防獸醫(yī)學(xué)研究與開發(fā)