龐磊 胡穎
[摘要]為保證食品安全,需要對目前的免疫檢測技術進行提高和細化。文章主要探討了免疫檢測新技術在食品檢測中的應用,介紹了不同的免疫檢測技術的特點,探究未來免疫檢測新技術在食品檢測中的發(fā)展方向,希望能為關注此技術的研究者提供參考意見。
[關鍵詞]免疫檢測技術;食品檢測;應用
中圖分類號:TS207.3 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI:10.16465/j.gste.cn431252ts.20190714
1? 免疫檢測技術概述
免疫檢測技術的基本原理是利用抗原與抗體的特異性結合,并且聯(lián)用了先進的現(xiàn)代檢測技術有效結合,實現(xiàn)快速有效地對部分微量成分的檢測,從而準確評估食品的質量安全水平。免疫檢測新技術與其他食品質量安全檢測形式有一定不同,免疫檢測技術的靈敏性更高,特異性更加明顯。比如,為一些致密物質進行免疫檢測,就不需要測定抗原抗體本身的復合物。將信號反應有效放大,把物理手段和化學手段作為基本載體,使其成功轉變成為相應的信號形式。從免疫學角度出發(fā),基本上是完全將抗原和抗體反應作為檢測的核心部分,在反應的過程中,抗原和抗體基本上都處在一個相互結合和相互對應的狀態(tài)上,表現(xiàn)出較為顯著的特異性。檢測食品安全,在這個過程中可以診斷一些免疫疾病,探討并研究動植物體內的激素和維生素成分,從而有效鑒定物種和微生物,提前對動物的性狀和植物的性狀進行有效鑒定[1]。
2? 食品檢測中能夠應用免疫檢測的項目
2.1? 食品檢測的主要內容
食品檢測主要是利用物理的、化學的、生物的原理對影響食品的營養(yǎng)和衛(wèi)生的成分進行檢測,從而達到保持食品品質、保障食品安全的目的。傳統(tǒng)的食品檢測包含碳水化合物、蛋白質、脂肪等的營養(yǎng)物質的檢測,還包含農殘、獸殘、微生物等衛(wèi)生指標的檢測。微生物自身以及毒素的種類多樣、形式繁雜,傳統(tǒng)的檢測方法費時費力、效率不高,這些問題一直是困擾該項檢測的關鍵部分。
2.2? 食品檢驗檢測中能夠應用免疫檢測的項目
免疫檢測依據(jù)抗原抗體的特異性結合可以檢測含蛋白質的物質。具體可以分為以下幾個方面。
2.2.1? 對菌落總數(shù)及大腸菌群的檢測
菌落總數(shù)是判斷食品污染程度的重要指標,也是預測食品貨架期的主要依據(jù)。傳統(tǒng)的檢測菌落的總量的方法,是把食品進行標準化預處理,并加以稀釋,通過37℃培養(yǎng)基的培養(yǎng),最終計算樣品菌落總數(shù)。大腸菌群被當作糞便污染指標菌,能夠反映食品衛(wèi)生的達標情況。傳統(tǒng)檢測大腸桿菌群的方法,選擇條件是37℃的條件,展開24~48h的培養(yǎng),觀察產氣情況來計算大腸菌群的數(shù)量。
免疫檢測法可應用到菌落總數(shù)及大腸菌群的檢測中。它的核心原理是利用抗體和抗原的特異性結合來完成檢測,可分為酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)和放射免疫分析法(RIA)。ELISA已經部分應用于生乳檢測。
2.2.2? 對致病菌進行定性定量檢測
以當前我國規(guī)定的標準和要求為依據(jù),了解到我國當前常見的致病菌為蠟樣芽孢桿菌和金黃色葡萄菌,通過后續(xù)的計算得知具體的細菌數(shù)量。與研究結果相結合,可以發(fā)現(xiàn)如果在食品當中存在的產氣莢膜桿菌的含量超過106個/g,就很有可能出現(xiàn)食物中毒的問題;如果副容血性弧菌神奈川陽性株的活菌的數(shù)量超過10萬個,就會引發(fā)較為嚴重的食物中毒問題;如果食品中蠟樣芽孢桿菌的含量在108~109個/g,也很有可能誘發(fā)食物中毒問題。展開食品中毒檢測工作,進行定性試驗檢測很有必要。除此之外,還要對致病菌的數(shù)量進行定量檢測。
2.2.3? 對食品中激素殘留進行檢測
食品中的大部分激素殘留是蛋白質,也可以用抗原、抗體的特異性結合反應來完成檢測。其中ELISA和RIA應用較為廣泛。
3? 免疫檢測新技術的分類及特點
3.1? ATP生物發(fā)光法
生理化鑒定這一技術能檢測微生物的種類,運用生理生化技術檢測微生物共有兩種方法,分別是ATP生物發(fā)光法和微量生化法。這兩種方法的原理有一定差異,適用于不同的領域??蒲腥藛T推算微生物的數(shù)量,要以ATP的濃度為依據(jù)。這種方法非常簡單直接,能準確推算出細菌的數(shù)量,在食品檢測中比較適用[1]。運用ATP的濃度進行計算,為了保證數(shù)據(jù)的準確性,科研人員也應該使用光度計檢驗熒光素的含量。
3.2? PCR技術
分子生物技術在微生物檢測工作中也獲得了比較廣泛的應用,PCR(聚合酶鏈式反應)技術是分子生物技術的一種,該技術有著非常強的專業(yè)性,專門用于檢測微生物的種類。PCR技術的主要原理是檢測生物體內的DNA,運用PCR技術進行處理,能放大DNA的片段,在此基礎上利用相關技術分析DNA,能準確確定微生物的位置,有著較強的目標性[2]。除了檢測微生物中的DNA之外,PCR技術還能用來檢測大腸桿菌,實用性比較明顯。
3.3? 衍生分子生物技術
為了很好地應對不良突發(fā)狀況,科研工作者在食品微生物的檢測中,可以應用目前生物技術中先進的技術手段,從而實現(xiàn)PCR技術與其他生物技術的有機結合。這就使得檢測更加精準精確的衍生分子生物技術獲得誕生的可能。衍生分子生物技術有著其他檢測技術不可比擬的優(yōu)勢,其功能更全面,檢測更快速、準確,且能夠有效規(guī)避污染[3]。與簡單的PCR技術相比,衍生分子生物技術具備明顯的自動化特征。
3.4? 免疫磁性微球方法
免疫學檢測技術專門用于檢測水果、蔬菜中的微生物。與抗原抗體相結合,實現(xiàn)對微生物的檢驗和檢測,免疫磁性微球方法是其中的一種,該方法對微生物進行檢測,要用到免疫磁性微珠,其內部含有固化試劑,可實現(xiàn)與抗原抗體的優(yōu)質結合,此時微生物的檢測速度會有所加快[4]。重復使用這一類的技術,檢測微生物的種類和數(shù)量有著比較高的準確性。從這個角度來看,利用免疫磁珠對微生物進行檢測在微生物檢驗檢測中發(fā)揮著非常重要的作用,在各項試驗當中都有良好應用。
3.5? 酶聯(lián)免疫吸附法
酶聯(lián)免疫吸附測法是免疫學檢測技術的另一種方法,研究活動的進行以抗原抗體為依據(jù),充分發(fā)揮酶的作用[5],從而準確確定微生物的數(shù)量,也實現(xiàn)對微生物的有效追蹤。運用該方法檢測并分析抗原體,普遍應用于臨床醫(yī)學。對乳制品進行微生物檢驗檢測,可以使用免疫磁性微球法和酶聯(lián)免疫吸附法,有效性強,在醫(yī)學研究領域中也有廣泛應用。目前科研人員一直在加大研究力度,使得免疫層析技術不斷趨于成熟,為食品安全監(jiān)測提供強有力的技術保障,未來的發(fā)展空間也比較大。
4? 免疫檢測新技術在食品檢測中的有效應用
免疫檢測新技術在食品以及醫(yī)學藥學中的應用有多種形式,通常分為以下幾個方面:血凝試驗、酶聯(lián)免疫吸附測試驗、膠體金免疫技術、放射免疫分析技術等,這些都是在醫(yī)藥學的應用。而應用免疫技術檢測的食品有糧食、油料、水果、蔬菜、乳制品、水產品、飲料、酒水、調味品。在食品生產、加工、流通到最終消費的全過程都需要做好食品質量安全檢測工作。就食品質量安全檢測工作而言,免疫檢測技術能為其提供有力的技術保障。其中放射免疫技術、酶聯(lián)免疫技術和熒光免疫技術是檢測食品中微生物及其毒素較為常用的方法。采用這些新技術,可以準確判斷食物中的農殘、獸殘、激素殘留等有機物質的含量,也能判斷其中的生理活性物質具體的構象。除此之外,該方法還能迅速判斷食品中所含有的毒素、寄生蟲。
4.1? 免疫熒光技術完成抗體反應
免疫熒光技術利用熒光抗體完成抗體反應,應用標記形式完成物質觀察活動。熒光免疫檢測方法可分為多種分析測定方法,包括熒光偏振免疫測定法、底物標記熒光測定法,應用這些方法使得食品中微生物及其毒素的檢測技術及邊界有了質的飛躍。其中熒光偏振免疫測定法是將偏振光作為激發(fā)光的基礎內容,標記工作的展開是以分子的實際變化狀態(tài)為依據(jù),分子有著小體積的運動特征,當分子的轉動速度比較高,偏振光照射下熒光標記的偏正方向就會比較分散,進而產生普通的熒光[6]。以這一原理和特征為依據(jù),得到相應的結論。通常情況下,如果樣品中的待檢測物含量比較大,就能得到比較高的偏振光強度。同時該技術也是加強食品毒素的一種有效方式,能實現(xiàn)對藥物殘留標準的良好判斷。
4.2? 酶免疫技定性定量測量抗原抗體
酶免疫技術共有兩種類型,分別是組化技術和酶免疫測定技術,不同技術的應用側重點也有一定差別。在運用酶聯(lián)免疫吸附測定技術的實踐過程中,抗體和酶結合產生特異性表現(xiàn)是技術應用依照的原理,從而產生酶標記的免疫復合物,這一類的免疫復合物能實現(xiàn)與酶底物相互結合的作用,出現(xiàn)相應的顏色變化,實現(xiàn)對抗原抗體的定性和定量測量[7-8]。酶免疫技術需要使用免疫吸附劑、標記物、顯色劑,在此基礎上才能展開ELISA試驗。制作免疫吸附劑,需要使用的成分有固相抗原和抗體,酶標記的抗原和抗體是主要的標記物。在酶的作用下,所產生的底物就是顯色試劑。完成包被之后,向其中加入待檢測的抗體或者是抗原,這些物質會與酶所標記的抗原和抗體進行反應,展開洗滌和觀察工作,在整個洗滌過程中,測試物與固相上的抗原和抗體相結合,要將結合物和非結合物有效分離。實現(xiàn)對底物顯色方式的有效利用,定量分析酶免疫技術。這一類技術實現(xiàn)對抗原抗體特異性基本特診的有效利用,不僅應用效率高,而且得到的結果也比較準確。
4.3? 放射免疫技術能有效標記抗原和抗體
放射免疫技術是近些年來全新的免疫技術,其原理采用的是放射性核素作為標記物,核素能夠對食品中抗原或者抗體進行有效的標記并追蹤,從而達到監(jiān)測抗原和抗體反應的目的。在檢測激素、小分子藥物方面,放射性免疫技術能獲得更好的應用效果。在實現(xiàn)自動化檢測的基礎上,整體檢測的靈敏度也會明顯增強。雖然應用該技術具有一定程度的放射性危害,但是在食品安全檢測中仍有比較廣泛的應用。其基本作用原理是結合待檢測的抗原、特異性抗體、標記好的抗原和抗體,實現(xiàn)充分反映和作用,有效生成抗原和抗體,經過分離行為和游離行為之后,有效測定復合物的放射性[9]。在目前的發(fā)展階段中,應用放射免疫技術,對自身放射性測定指標加以明確。與標準的曲線趨勢與分析相結合,通過測算計算出測試物的含量,從而判定食品的安全質量。分析標準曲線,結合和未結合的放射活性和未標記的抗原濃度相互之間大致呈現(xiàn)反比例狀態(tài),在偽標記抗原濃度達到1 000 ng/mL時,整體的曲線走向就會向著平穩(wěn)化方向發(fā)展。應用免疫檢測技術,要選擇合適的技術形式,使得檢測效率和檢測效果得到最優(yōu)化結果。
4.4? 免疫傳感器
免疫傳感器是近些年來逐步發(fā)展壯大起來的新型免疫檢測技術。它的基本原理同樣是抗原抗體的特異性結合,具有操作便捷、靈敏度高,在實際操作中可以重復使用等優(yōu)點。作為新一代的免疫檢測技術,從結構上看,免疫傳感器與之前已經廣泛應用的生物傳感器差異并不大,兩者基本上由以下幾個板塊構成:對生物敏感的元部件、生物能量與其他可檢測能量(如電信號)的相互轉換,以及信號的處理和數(shù)據(jù)轉換等。一旦食品中待測物與特定的生物可識別部分進行了特異性結合,二者相互結合所產生的復合物質可以通過相應的能量轉換裝置轉換為光、點、熱或其他的信號而被識別,從而尋跡達到檢測待測物的目的。
5? 展? 望
免疫檢測技術作為新一代的食品檢測快速技術,具有靈敏、效率高、專一性強的特點,目前在食品檢測方面得到了廣泛的應用。對于一些食源性疾病的預防和控制起到了重要作用。污染食品的病原微生物或其毒素的本質大部分都是由蛋白質組成,而抗原和抗體的本質也是蛋白質,因此病原微生物或其毒素本身就可以直接或間接地成為抗原或者抗體,這就決定了免疫學檢測可以利用這一特性,對食品中的相應成分進行檢測,對食品的安全性就行評估,從而保障食品安全。當前,免疫學檢測在食品中的應用使得食品有害物質檢測飛躍了一大步,取得了巨大的飛躍。隨著免疫技術的不斷發(fā)展和完善,其在食品檢測中的前景也將越來越廣闊。
6? 總? 結
食品成分的復雜性決定了檢測方法的多樣性,就目前來看,單一的檢測方法不可能完成所有可疑物質的檢測。當前食品安全控制處于歷史上最嚴格的時期,除了常規(guī)的有毒有害物質檢測之外,還有對食品中致病物質的持續(xù)研究和探索,而這些未知物質,往往需要更加先進的技術來支撐。其中微生物及其代謝產物的研究和檢測,是食品衛(wèi)生控制的前提條件。食品中微生物及其代謝產物檢驗檢測的主要內容包括對致病菌進行定性定量檢測、菌落總量檢測。目前已經出現(xiàn)了多種新型免疫檢測技術,如ATP生物發(fā)光法的應用較為簡便,微量生物檢測法能獲得較為準確的測量結果;PCR技術能放大DNA的片段;衍生分子生物技術功能更全面;免疫磁性微球方法可加快微生物的檢測速度;酶聯(lián)免疫吸附法有效性強;質譜技術能滿足企業(yè)的檢測要求。隨著社會的發(fā)展,對檢測工作的要求也將越來越高,相關研究者還需要不斷完善這些技術存在的不足之處,以促進我國食品質量安全的良好發(fā)展。
參考文獻
[1]趙博,王揚陽.新技術在食品微生物檢驗檢測中的應用[J].食品安全導刊,2019(3):86.
[2]陳超.探究新技術在食品微生物檢驗檢測中的應用[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學報,2018(12):80-84.
[3]鄭韻,李建美.探究膠體金免疫層析技術在食品安全檢測中的應用[J].食品安全導刊,2018(30):164.
[4]何寶欣.淺談免疫檢測技術在食品質量安全檢測中的應用及展望[J].現(xiàn)代食品,2018(8):31-32+35.
[5]李志偉.食品檢驗中免疫檢測技術的應用[J].食品安全導刊,2019(9):156.
[6]朱小鈿,張燕,彭宏威,等.免疫傳感器在食品安全檢測中的應用[J].食品安全質量檢測學報,2019,10(3):626-632.
[7]王蘭蘭.臨床免疫學和免疫檢驗[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2003.
[8]柳其芳.酶聯(lián)免疫吸附法測定牛奶中黃曲霉毒素M1及抗生素[J].中國食品工業(yè),2004(5):60-61.
[9]蔣宏偉,董會生,潘紅延,等.應用酶聯(lián)免疫技術檢測蜂蜜中氯霉素殘留[J].陜西農業(yè)科學,2004(6):25-26.