王淑云
(河南科技學(xué)院新科學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453000)
去甲雄三烯醇酮(17β-hydroxyestra-4,9,11-trien-3-one)的商品名稱是A-群勃龍(Trenbolone,TRE),是一種人工合成的甾類雄性激素。TRE作為生長促進(jìn)劑,能夠提高瘦肉產(chǎn)出率和飼料轉(zhuǎn)化率,在動物飼養(yǎng)中被大量使用。運(yùn)動員服用TRE可提高體內(nèi)雄性激素的含量,進(jìn)而提高運(yùn)動成績。為避免人類因長期攝入激素殘留物或其代謝物而引起發(fā)育、神經(jīng)、遺傳毒性和癌癥問題[1],我國農(nóng)業(yè)部第235號文件中規(guī)定TRE在動物性食品中不得檢出[2]。
本文就TRE及其同類蛋白同化激素的檢測技術(shù)進(jìn)行闡述,為TRE檢測試紙條和蛋白質(zhì)芯片等最新技術(shù)的探索提供參考。
TRE樣品具有基質(zhì)復(fù)雜、效應(yīng)明顯、干擾物較多、濃度水平低等特點(diǎn),為了準(zhǔn)確定性且精確定量其殘留量,檢測方法必須靈敏、準(zhǔn)確、特異性強(qiáng)。目前TRE樣品的理化檢測檢測方法主要包括:高效液相色譜法(HPLC)、薄層層析法(TLC)、氣相色譜法(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜法(GC-MS)和液相色譜-質(zhì)譜法(LC-MS)等。
高效液相色譜法具有分離效能高、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣、分析速度快等特點(diǎn),適合高溫不穩(wěn)定、沸點(diǎn)高的大分子物質(zhì)的分析檢測,其缺點(diǎn)是檢測中用到的一些有機(jī)試劑對人體有害。19世紀(jì)80年代,HPLC開始應(yīng)用于蛋白同化激素的分析檢測。2008年湯艷榮[3]等介紹了另一種用于激素和抗生素檢測的新方法“超高效液相色譜法”。與傳統(tǒng)高效液相色譜法相比,超高效液相色譜法在速度、靈敏度及分離度方面分別是高效液相色譜法的9倍、3倍及1.7倍,但易出現(xiàn)假陽性結(jié)果或產(chǎn)生交叉反應(yīng)。
薄層層析法是一種快速且微量的層析檢測方法,具有高分辨能力、分析速度快、技術(shù)簡單、操作容易、結(jié)果直觀、不需昂貴儀器設(shè)備就可以分離較復(fù)雜混合物等特點(diǎn)。這種方法可用于復(fù)雜物的分離、提純以及含量測定,適用于殘留物的檢測。1989年VanLook[4]用薄層層析法檢測牛體內(nèi)包含TRE等30多種激素,檢測限達(dá)到1~10μg/kg。
氣相色譜是20世紀(jì)50年代出現(xiàn)的一項(xiàng)分離、分析技術(shù),具有樣品用量小、檢測速度快、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、競技場興奮劑的檢測等方面都有廣泛的應(yīng)用。1965年,Beckett第一次用GC檢測到運(yùn)動員濫用藥物;1972年,Donike[5]用氣相層析儀檢測鴉片和興奮劑類等蛋白同化激素;1991年Bagnati[6]用氣相色譜法檢測TRE等蛋白同化激素,其檢測限達(dá)到0.02~0.06μg/kg,回收率為35%~87%。
氣相色譜-質(zhì)譜法是20世紀(jì)50年代開發(fā)的一種結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜特性的分析檢測方法。該方法具有定性準(zhǔn)確、靈敏度高等特點(diǎn),主要用于鑒別揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性強(qiáng)的物質(zhì),是目前檢測蛋白同化激素殘留的最常見方法。GC-MS最早用于檢測蛋白同化激素是在1983年委內(nèi)瑞拉舉辦的泛美運(yùn)動會上。1988年,Shih Hsu[9]用GC-MS檢測牛組織中的TRE,在牛肉和牛內(nèi)臟中的檢出限為0.5μg/kg。2007年,韓麗[8]用GC-MS法檢測TRE在動物組織中的殘留,定量限達(dá)1.0 μg/kg。
液相色譜-質(zhì)譜法可以有效分離和檢測那些不易揮發(fā)、易分解的復(fù)雜化合物,并且不需要像GC-MS進(jìn)行衍生化。Hong[9]在2009年采用LC-MS檢測牛肝臟中TRE殘留,其平均回收率是62%~69%,檢測限是1μg/kg 。呂惠卿等用LC-MS測定牛奶中TRE殘留,其檢測限為0.3 μg/L,添加回收率為59.2%~90.7%。LC-MS與GC-MS比較,有效提高了檢測限,是復(fù)雜化合物檢測分析的有效手段。
色譜/質(zhì)譜分析法是檢測TRE殘留的主要方法,但檢測前樣品的處理比較復(fù)雜,需要在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室由專業(yè)工作人員操作,且儀器價格昂貴,檢測所需時間較長,平均需要2 d以上,不能滿足養(yǎng)殖戶自檢和現(xiàn)場檢測的需求。
免疫分析方法(Immunnoanalysis,IA)是以抗原抗體的特異性、敏感性、可逆性反應(yīng)為基本原理,以不同的抗原抗體反應(yīng)載體為技術(shù)建立起來的分析方法。其優(yōu)點(diǎn)是試樣體積小、靈敏度高、特異性強(qiáng)、檢測速度快、操作簡單且價格低廉,可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場檢測和大批量檢測[10]。免疫學(xué)檢測方法包括酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、放射性免疫分析法(radioactive immunoassay,RIA)、膠體金免疫層析技術(shù)(colloidal gold immunochromatography assay,CGICA)和化學(xué)發(fā)光免疫分析法(chemiluminescence immunoassay,CLIA)等方法。
ELISA是一種固相吸附免疫測定技術(shù),其原理是將已知的抗原(或抗體)包被到固相載體表面,保留包被物、酶標(biāo)記物免疫活性,利用抗原抗體的特異性反應(yīng)使酶與待檢物結(jié)合,然后根據(jù)酶與底物的催化顯色程度,進(jìn)行定性定量測定。
2004年,F(xiàn)itzpatrick J[11]等采用基于TRE多克隆抗體的ELISA法對牛膽汁中TRE的殘留進(jìn)行檢測,檢測限為3 ng/mL;2010年周成林[12]等研究了TRE的化學(xué)修飾及其免疫原性的構(gòu)建,并用ELISA檢測得到TRE特異性抗體,其效價為l∶3.2×105。ELISA免疫學(xué)檢測方法研究進(jìn)展很快,尤其是使用了標(biāo)記的抗原和抗體的分析技術(shù),在特異性和敏感性方面都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)典的分析技術(shù),這使得ELISA檢測法在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。
放射性免疫分析法于1960年創(chuàng)立,是以放射性核素為標(biāo)記物的一種免疫分析法,其基本原理是標(biāo)記抗原(Ag*)和非標(biāo)記抗原(Ag)對特異性抗體(Ab)的競爭結(jié)合反應(yīng),最早被用于測定糖尿病人血漿中胰島素的含量。放射性免疫分析法特異性強(qiáng)、靈敏度高、樣品用量少、操作簡單、精密度高,且大小分子量的物質(zhì)都可以測定,在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用十分廣泛,也常常被用來檢測蛋白同化激素的殘留量。例如,1976年加拿大奧運(yùn)會上采用RIA來檢測蛋白同化激素(包含TRE)的殘留[13]。但是,RIA的缺點(diǎn)是使用了放射性的核素,有損工作人員的健康,且需要專業(yè)操作人員在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。此外,核素還有半衰期,造成試劑盒有效期較短,有時還會出現(xiàn)假陽性反應(yīng)和交叉反應(yīng),因此大大限制了RIA的使用性。從科技發(fā)展前景來看,放射性免疫分析技術(shù)將逐步被其他標(biāo)記免疫分析技術(shù)取代。
化學(xué)發(fā)光免疫分析是將具有高特異性的免疫反應(yīng)與高靈敏度的化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)相結(jié)合,用于抗原、半抗原、抗體、激素、維生素等定性或定量的分析檢測。2003年,Roda[14]報道了一種靈敏、快速、簡單的化學(xué)發(fā)光免疫檢測方法,該方法可以在幾分鐘內(nèi)完成檢測,不僅試劑用量只有96孔酶標(biāo)板的1/5,且檢測費(fèi)用較低,非常適合大批量檢測。2015年,沈克強(qiáng)[15]用CLIA檢測TRE,TRE多克隆抗體對TRE的50%抑制濃度(IC50)和15%抑制濃度(IC15)分別為0.094 μg/L和0.00330μg/L,與傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附分析方法相比,靈敏度提高了5-8倍。近年來,CLIA由于其適用面廣、特異性強(qiáng)、靈敏度高、所需設(shè)備簡單等優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際中應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。
膠體金免疫層析技術(shù)就是以膠體金為顯色媒介,利用免疫學(xué)原理,在層析過程中完成抗原抗體的特異性結(jié)合,從而達(dá)到檢測目的的一種方法。1971年,F(xiàn)aulk[16]把膠體金顆粒與兔抗沙門氏菌抗血清結(jié)合形成金標(biāo)抗體,用于檢測抗原在細(xì)菌表面的分布,這標(biāo)志著免疫學(xué)研究領(lǐng)域又增加了一種新型的有色標(biāo)記物——膠體金。2007年,Liu[17]研制出一種免疫層析試紙條,這種試紙條不僅能夠快速定性,在10min內(nèi)得到檢測結(jié)果;且無需設(shè)備、靈敏度高,可以用肉眼直觀判定陰性/陽性結(jié)果,非常適用于現(xiàn)場的快速檢測。隨著免疫層析技術(shù)的快速發(fā)展,其在疾病診斷、食品安全、藥物檢測等領(lǐng)域?qū)⒌玫礁訌V泛的應(yīng)用。
蛋白芯片技術(shù)是一種微型、靈敏度高、特異性強(qiáng)的新興技術(shù)。原理是把已知蛋白固定在玻璃等載體上,形成高濃度的分子排列,當(dāng)芯片上的探針分子與標(biāo)記物的靶分子結(jié)合后,通過激光共聚焦掃描或光耦合元件(CCD)對標(biāo)記信號的強(qiáng)度進(jìn)行檢測。2009年,Kloth[18]把蛋白芯片技術(shù)應(yīng)用到食品中藥物污染的檢測中。
目前在TRE的檢測方法中,氣相色譜法、液相色譜法等理化檢測方法是定量法,酶聯(lián)免疫吸附測定等免疫學(xué)檢測方法是篩選法。但隨著TRE高靈敏度、高親和力的單克隆抗體的獲得,免疫學(xué)檢測結(jié)果與理化檢測方法的相關(guān)度越來越高。免疫學(xué)檢測方法與理化檢測方法相比具有操作便捷、節(jié)約時間、費(fèi)用低廉、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn),在TRE殘留的檢測中擁有更廣闊的發(fā)展空間,特別是膠體金免疫層析技術(shù)和蛋白芯片技術(shù)已經(jīng)成為TRE殘留檢測技術(shù)的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。