林長(zhǎng)纓, 丁曉靜

(北京市疾病預(yù)防控制中心, 食物中毒溯源技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京市預(yù)防醫(yī)學(xué)研究中心, 北京 100013)

疾病預(yù)防控制系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱“疾控”)主要承擔(dān)傳染性疾病、慢性非傳染性疾病、病媒生物傳播疾病等監(jiān)測(cè)與控制,食品衛(wèi)生、環(huán)境衛(wèi)生、放射衛(wèi)生和職業(yè)衛(wèi)生健康危害因素的監(jiān)測(cè)與干預(yù)任務(wù);突發(fā)公共衛(wèi)生事件如食物中毒的應(yīng)急處置等。除此之外,還需要進(jìn)行應(yīng)用研究,研究對(duì)象涵蓋生活飲用水中的無(wú)機(jī)陰、陽(yáng)離子到病原微生物中核酸等生物大分子。這正好與毛細(xì)管電泳(CE)技術(shù)擅長(zhǎng)的分析對(duì)象(從無(wú)機(jī)離子到細(xì)胞)相吻合。CE技術(shù)除具有分離時(shí)間短、分析效率高、試劑用量少的優(yōu)勢(shì)外,還有一項(xiàng)不可替代的優(yōu)勢(shì):方法一旦被充分驗(yàn)證,無(wú)需篩選等效色譜柱[1],也無(wú)需使用特定的色譜柱[2],可以有效解決色譜柱的選擇性[3]不同造成的色譜峰順序改變的普遍情況[4]。作者單位曾舉辦過CE在疾控系統(tǒng)應(yīng)用的學(xué)習(xí)班,并安排了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn):醬油中山梨酸和苯甲酸的測(cè)定及飲料中甜蜜素的測(cè)定,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果方法重現(xiàn)性好,與教科書[5]中電泳圖的出峰時(shí)間基本一樣,可見經(jīng)過充分優(yōu)化與細(xì)致描述的方法易于再現(xiàn)。再加上對(duì)細(xì)微之處操作的控制,對(duì)重現(xiàn)性、再現(xiàn)性和可靠性結(jié)果的關(guān)鍵把控[6],完全能夠開發(fā)重現(xiàn)性和耐用性好[7]、靈敏度高[8]的方法,這也更加充分地體現(xiàn)CE技術(shù)在疾控系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。

但是,目前我國(guó)省級(jí)以上疾控機(jī)構(gòu)CE儀器擁有率不足1%,遠(yuǎn)不如1955年推出的商用氣相色譜(GC)、1967年推出的商用液相色譜(LC),更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于與CE同時(shí)起步LC/質(zhì)譜(MS)的普及率。這是因?yàn)長(zhǎng)C-MS憑借接口商品化迅速、強(qiáng)大的定性和定量能力,解決了當(dāng)時(shí)急需的食品安全等問題,于2005年之后陸續(xù)進(jìn)入各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)得以推廣,成為省級(jí)疾控實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)配,并作為不可或缺的常規(guī)和科研檢測(cè)設(shè)備,成為解決實(shí)際問題時(shí)的首選,造成了“色譜難以分離就寄厚望于質(zhì)譜檢測(cè)”的現(xiàn)狀。但我國(guó)目前LC/MS聯(lián)用儀國(guó)產(chǎn)能力不足;對(duì)同位素內(nèi)標(biāo)的依賴造成檢測(cè)成本增加;樣品難以凈化,易污染系統(tǒng),影響靈敏度。盡管通過清洗離子源,可以解決污染問題,但長(zhǎng)此以往,會(huì)影響儀器性能。

CE因商業(yè)起步較晚[9],性能較好的儀器品牌少、普及率不高、市場(chǎng)認(rèn)可率不及LC等原因[10,11],較少進(jìn)入各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上,經(jīng)過30多年的發(fā)展,CE已經(jīng)逐步成熟,在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域(如在樣品量極為稀少的交鏈孢菌毒素[12]二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值方面)均有出色表現(xiàn)[13],盡管如此,CE方法在各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)普及和推廣方面還存在阻礙因素[14]。2018年,美國(guó)、英國(guó)、歐洲、日本、印度、巴西、俄羅斯和中國(guó)已在農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品、飲料、化工、制藥方面制定了83個(gè)CE標(biāo)準(zhǔn)方法[15]。其中,我國(guó)有5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),《中國(guó)藥典》2015版收錄了4項(xiàng),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 1687-2000轉(zhuǎn)換而來(lái)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于工業(yè)用精對(duì)苯二甲酸(PTA,大宗化學(xué)品,2018年底全球產(chǎn)能已達(dá)到8 800萬(wàn)噸/年)質(zhì)量的檢測(cè)方法,分別用CE和LC對(duì)其中兩個(gè)主要痕量雜質(zhì)對(duì)甲基苯甲酸和4-羥基苯甲醛進(jìn)行分析,CE法分離時(shí)間短、靈敏度更高[16]。 2020年3月31日，我國(guó)又發(fā)布并實(shí)施了水產(chǎn)源致敏性蛋白快速檢測(cè)的毛細(xì)管電泳法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 38578-2020)?？上驳氖?近年來(lái)國(guó)產(chǎn)CE儀器公司大幅度增加,目前已達(dá)近40家[15]。這為CE技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用提供了重要的前提。

本文主要從6個(gè)方面討論CE技術(shù)在疾控系統(tǒng)應(yīng)用研究工作中遇到的問題、機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1 疾病防控中的應(yīng)用

30多年前,CE作為異型血紅蛋白的分離工具[17],以極高的分離速度和極低的檢測(cè)費(fèi)用廣受歡迎?；贑E方法直接分離病原微生物[18]和某些變異分析[19]的結(jié)果均令人滿意,但操作稍顯復(fù)雜,在結(jié)果判斷上并不十分直觀,加之使用者要了解CE的分離原理,因此應(yīng)用逐漸減少。盡管如此,CE對(duì)生物大分子的分析研究證明了兩者之間無(wú)與倫比的兼容性[20],這也使CE成為傳染病檢測(cè)工作中不可或缺的技術(shù)。

1.1 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)產(chǎn)物分析

DNA分析是傳染病檢測(cè)中最為常見的研究對(duì)象。作為常量分析工具,CE檢測(cè)PCR產(chǎn)物成為疾病檢測(cè)的重要工具之一,也是CE最為廣泛的應(yīng)用。通過PCR引物設(shè)計(jì),可以特異性擴(kuò)增某種病原微生物特定位置上的核酸片段,使用CE分離PCR產(chǎn)物,通過遷移時(shí)間判斷擴(kuò)增的片段長(zhǎng)度,從而確定是否存在某種病原微生物。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為眾多微生物實(shí)驗(yàn)室必備,幾乎可以檢測(cè)所有病原微生物。日常檢測(cè)中,常用CE與多重PCR(在一個(gè)反應(yīng)體系中進(jìn)行多組PCR)聯(lián)用,同時(shí)檢測(cè)多種病原微生物或型別,其借助的正是CE高分辨率的優(yōu)勢(shì)[21,22]。Jiang等[23]建立了13種病原微生物的多重PCR擴(kuò)增和CE分離鑒定方法,包括肺炎鏈球菌、流感嗜血桿菌、卡他莫拉菌、肺炎克雷伯菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、肺炎支原體、軍團(tuán)菌、百日咳桿菌、結(jié)核菌、白喉?xiàng)U菌和A群鏈球菌。針對(duì)這些病原微生物的16S rRNA基因等多個(gè)基因的序列設(shè)計(jì)多種引物,其中正向引物5′端用5′-羧基熒光素(FAM)進(jìn)行熒光標(biāo)記。這些引物分為3組進(jìn)行多重PCR,產(chǎn)物長(zhǎng)度從93個(gè)堿基對(duì)(bp)到903 bp,片段間差異最小為17 bp。在ABI 3730 DNA分析儀上使用商品化分離膠和DNA標(biāo)準(zhǔn)品,分離3個(gè)多重PCR產(chǎn)物的混合物,所有產(chǎn)物峰均完全分離且重復(fù)性良好,檢出限為10-7～10-2mg/L核酸。康央等[24]根據(jù)恙蟲病東方體、嗜吞噬細(xì)胞無(wú)形體、莫氏立克次實(shí)體、土拉弗朗西斯菌、貝氏柯克斯體、問號(hào)鉤端螺旋體和巴爾通體的特異性基因,構(gòu)建特異性嵌合引物多重PCR方法,用CE分離擴(kuò)增產(chǎn)物并鑒定這些重要鼠傳疾病。該方法中CE的分辨率是瓊脂糖電泳的10倍以上,CE-多重PCR方法的靈敏度與實(shí)時(shí)熒光PCR相當(dāng),在實(shí)際樣本檢測(cè)中陽(yáng)性率達(dá)到普通PCR方法的3倍以上。Hu等[25]建立了基于GeXP多重PCR的腸道病毒(EV)檢測(cè)方法,可通過PCR片段長(zhǎng)度區(qū)分中國(guó)常見多種手足口病原微生物,如EV71、A組柯薩奇病毒(CVA)16和CVA 4、5、9、10以及B組柯薩奇病毒(CVB) 1、3和5,其中片段長(zhǎng)度差異最小為12 bp。核酸檢測(cè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,而且靈敏度超高,但是很容易出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境被PCR產(chǎn)物污染的情況,造成假陽(yáng)性。因此采用CE分析PCR產(chǎn)物時(shí)必須在特定的房間中進(jìn)行。應(yīng)用熒光探針技術(shù)的實(shí)時(shí)熒光PCR技術(shù)在很大程度上能夠解決產(chǎn)物分析時(shí)的污染問題,但擴(kuò)增片段較短,無(wú)法用于測(cè)序,因此,CE-PCR依然在測(cè)序分型檢測(cè)中有應(yīng)用。

1.2 核酸序列測(cè)定

目前,基于CE原理的第一代核苷酸序列測(cè)定已經(jīng)發(fā)展成為完全成熟的常規(guī)技術(shù),常用于傳染病病原微生物檢測(cè)和PCR產(chǎn)物核苷酸序列測(cè)定(簡(jiǎn)稱測(cè)序)。雖然通過引物設(shè)計(jì)可以確定PCR產(chǎn)物長(zhǎng)度,并在CE圖譜上直接進(jìn)行判定。但也會(huì)有例外。如病毒在復(fù)制過程中有可能出現(xiàn)核酸的插入、缺失、重組等,可能造成片段長(zhǎng)度發(fā)生變化,就需要對(duì)PCR產(chǎn)物測(cè)序進(jìn)行驗(yàn)證。此外,基因分型檢測(cè)需要在CE分離的基礎(chǔ)上進(jìn)行測(cè)序,從而判定病毒的基因型。比較典型的應(yīng)用是諾如病毒感染疫情中對(duì)病毒的分型鑒定。劉園等[26]在同一地點(diǎn)連續(xù)3次諾如病毒疫情的檢測(cè)中,首先對(duì)諾如病毒核衣殼蛋白基因進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄(RT)-PCR, CE分離的陽(yáng)性PCR產(chǎn)物為344 bp的DNA片段,經(jīng)測(cè)序和序列比對(duì)后發(fā)現(xiàn)3次疫情由不同型別的病毒引起,從而認(rèn)為未能正確消毒是導(dǎo)致疫情連續(xù)出現(xiàn)的原因。這種特定基因片段擴(kuò)增與CE為基礎(chǔ)的測(cè)序聯(lián)用的方式可鑒定絕大多數(shù)病原微生物,但測(cè)序只是此類研究中不可或缺但又是很小的組成部分,因此本文不再贅述此類方法在其他病原微生物鑒別中的應(yīng)用。Clarridge[27]綜述了細(xì)菌性傳染病檢測(cè)中,細(xì)菌核糖體16S rRNA編碼基因測(cè)序分析對(duì)臨床微生物學(xué)和傳染性疾病的影響。對(duì)于厭氧菌、生長(zhǎng)緩慢的細(xì)菌以及難以根據(jù)生化特征進(jìn)行鑒定的細(xì)菌而言,16S rRNA是非?？煽亢头奖愕蔫b定方法。為了滿足基因組研究中測(cè)序的高通量要求,第二代測(cè)序技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。雖然測(cè)序原理已經(jīng)和CE沒有任何關(guān)系,但芯片毛細(xì)管電泳依然可作為第二代測(cè)序文庫(kù)制備中的質(zhì)量控制工具,對(duì)原始基因組DNA、文庫(kù)長(zhǎng)度分布情況、未反應(yīng)的接頭比例、文庫(kù)擴(kuò)增效率等文庫(kù)質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行評(píng)估[28]。芯片毛細(xì)管電泳已超出了本文討論范圍。

1.3 變異和分型分析

對(duì)DNA變異的檢測(cè)和在此基礎(chǔ)上的分型分析是CE的一項(xiàng)重要應(yīng)用。核酸變異通常需要PCR產(chǎn)物測(cè)序檢測(cè)核酸變異,但測(cè)序程序相對(duì)復(fù)雜,而且發(fā)生變異的情況比較罕見,通常使用一些快速篩選方法檢測(cè)到變異,然后對(duì)變異片段進(jìn)行測(cè)序驗(yàn)證。當(dāng)前變異研究的熱點(diǎn)之一是對(duì)單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNP)的檢測(cè),主要用于癌癥等疾病的分型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等,在傳染病疫情的流行病學(xué)調(diào)查和溯源中也有一定應(yīng)用。Studzińska等[29]對(duì)toll樣受體3和7基因上的5個(gè)SNP分型與巨細(xì)胞病毒感染相關(guān)性進(jìn)行了研究,采用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(PCR-RFLP)技術(shù),使用QIAxcel自動(dòng)化CE儀器和商品化DNA篩查試劑盒,根據(jù)不同的電泳條帶組合確定了SNP基因型。通過比較感染和未感染巨細(xì)胞病毒的患兒基因型發(fā)現(xiàn)TLR3 L412F雜合子是感染的風(fēng)險(xiǎn)因子。2019年Takahashi等[30]建立非雜交法的CE檢測(cè)SNP技術(shù)。應(yīng)用CE可以在未雜交的基礎(chǔ)上區(qū)分出只有一個(gè)堿基差別的DNA片段。該方法的特點(diǎn)之一是采用了酸性分離條件(8 mol/L尿素和0.5 mol/L磷酸鹽緩沖液)區(qū)分不同堿基的解離程度。在ALDH-2基因的84-mer單鏈DNA中僅有一個(gè)G/A突變。CE能夠完全分離正常的單鏈DNA及其互補(bǔ)鏈、突變的單鏈DNA及其互補(bǔ)鏈。

片段分析中采用非變性CE分離單鏈或雙鏈DNA會(huì)獲得一些有趣的結(jié)果。單鏈DNA在非變性條件下快速變性后復(fù)性時(shí),會(huì)出現(xiàn)單鏈內(nèi)部堿基配對(duì)的現(xiàn)象,形成特定的單鏈構(gòu)象,這種構(gòu)象決定于核苷酸序列。非變性CE能夠分離長(zhǎng)度相等但序列不同的單鏈。這項(xiàng)技術(shù)稱為單鏈構(gòu)象多態(tài)性分析(single strand conformation polymorphism, SSCP)。在細(xì)菌性疾病的分子診斷方法中,CE-SSCP能夠發(fā)現(xiàn)單堿基變異,基于CE-SSCP結(jié)合16S rRNA基因片段PCR技術(shù),能以簡(jiǎn)單的步驟分離序列變異,各標(biāo)記峰基線分離良好,具有特征性遷移率,便于病原微生物鑒定。Lin等[31]采用巢式PCR和CE-SSCP分析了肺炎支原體23S rRNA基因上耐藥變異,采用線性聚丙烯酰胺和聚乙二醇20 000和三羥甲基氨基甲烷-硼砂-乙二胺四乙酸(TBE)緩沖液(pH 8.3)作為篩分介質(zhì),能夠快速鑒定肺炎支原體紅霉素耐藥變異株。傳統(tǒng)的CE-SSCP系統(tǒng)分辨率有限,不能將大多數(shù)16S rRNA基因特異性標(biāo)記分離成單獨(dú)的峰。Phillips等[32]報(bào)道高分辨率的CE-SSCP體系可以有效地分離高度相似的PCR產(chǎn)物,實(shí)現(xiàn)了12種病原微生物同時(shí)檢測(cè)的方法。

另外一個(gè)與核酸片段長(zhǎng)度有關(guān)的DNA片段分析方法是多位點(diǎn)串聯(lián)重復(fù)多態(tài)性分析(MLVA),通過細(xì)菌基因組中多個(gè)串聯(lián)長(zhǎng)度多態(tài)性位點(diǎn)(VNTR)的重復(fù)數(shù)來(lái)區(qū)分各種菌株。劉桂榮等[33]在宋內(nèi)志賀菌中10個(gè)VNTR位點(diǎn),采用3730 DNA分析儀和商品化試劑盒對(duì)在北京市分離到的50株志賀菌進(jìn)行MLVA分析,發(fā)現(xiàn)了21個(gè)型別,為預(yù)測(cè)志賀菌流行奠定了基礎(chǔ)。

1.4 食源性致病菌分析

病原微生物引起的食源性疾病是一個(gè)巨大、廣泛且日益嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。傳統(tǒng)的基于培養(yǎng)的技術(shù)非常耗時(shí),難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模篩查。Roda等[34]綜述了1999～2012年食品基質(zhì)中病原微生物快速生物分析方法的進(jìn)展,并特別強(qiáng)調(diào)了為實(shí)現(xiàn)多種病原微生物同時(shí)檢測(cè)設(shè)計(jì)的技術(shù)解決方案。Zhou等[35]建立了一種以SYBR Gold為核酸熒光染料,結(jié)合雙重PCR檢測(cè)食品中致病性小腸結(jié)腸炎耶爾森菌的毛細(xì)管電泳-激光誘導(dǎo)熒光(CE-LIF)新方法。小腸結(jié)腸炎耶爾森菌是一種革蘭氏陰性的小桿狀細(xì)菌,在食物、水和其他自然樣品中普遍存在,并能在冷藏中生存。目前至少有3起由小腸結(jié)腸炎耶爾森菌引起的疫情報(bào)道。歐洲、新西蘭和美國(guó)已將小腸結(jié)腸炎納入國(guó)家常規(guī)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。CE-LIF法避免了PCR-瓊脂糖凝膠電泳的缺點(diǎn),可以檢測(cè)低濃度的細(xì)菌。與表型試驗(yàn)相比,可快速、靈敏、可靠地區(qū)分致病菌株和非致病菌株。

與細(xì)菌相比,以輪狀病毒、諾如病毒、星狀病毒等腹瀉病毒為主的病毒正在成為全球性的公共衛(wèi)生問題。張建明等[36]綜述了CE在病毒學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用。與生物樣本不同,食品的成分非常復(fù)雜,還有可能含有PCR抑制劑成分,使得食品的病毒核酸提取和后續(xù)擴(kuò)增反應(yīng)更加困難,除上述PCR加測(cè)序的方法外,以CE為基礎(chǔ)的、靈敏可靠的食品中病毒的檢測(cè)方法較少。Ruan等[37]建立了以SYBR Gold為核酸染料,經(jīng)堿性緩沖液洗脫-聚乙二醇沉淀后的RT-PCR檢測(cè)各種蔬菜樣品中的食源性腸道病毒的CE-LIF新方法。該法操作簡(jiǎn)單,環(huán)境友好,不需要昂貴的儀器和探頭,這使得它特別適用于發(fā)展中國(guó)家。

如前所述,PCR是DNA/RNA分析的支柱,理想情況下能夠檢測(cè)到一個(gè)或幾個(gè)目標(biāo)分子。然而,在分析食品或法醫(yī)樣品時(shí),經(jīng)常受到低質(zhì)量模板分子和復(fù)雜基質(zhì)的挑戰(zhàn)。Hedman等[38]綜述了生物恐怖主義防備、食品安全和法醫(yī)學(xué)中PCR工作流程的驗(yàn)證指南,在發(fā)生食源性疫情或需要分析大量不同樣本的犯罪事件時(shí),能夠進(jìn)行合理的內(nèi)部驗(yàn)證,以實(shí)現(xiàn)可靠和快速的質(zhì)量保證。

1.5 疫苗分析

賽諾菲-安萬(wàn)特、默克和惠氏等疫苗制造商都在用CE進(jìn)行疫苗分析[39]。Nunnally等[40]基于有限的24篇文獻(xiàn)和參加的學(xué)術(shù)講座,綜述了CE分析疫苗的進(jìn)展,認(rèn)為制藥公司因保密的原因,導(dǎo)致CE在疫苗分析中的實(shí)際使用情況被低估。

Hsieh等[41]用CZE-UV方法鑒定和表征傳染性法氏囊病病毒亞病毒顆粒,為疫苗生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制、對(duì)病毒感染產(chǎn)生的血清抗體的監(jiān)測(cè)或疫苗免疫提供了支持。van Tricht等[42]利用在線CZE快速而準(zhǔn)確地測(cè)定腺病毒在疫苗生產(chǎn)中的濃度,目的是取代標(biāo)準(zhǔn)的定量聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)方法,后者需要至少一天的時(shí)間才能對(duì)一個(gè)樣品獲得可靠的結(jié)果;同時(shí),用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法評(píng)價(jià)了CZE和qPCR方法之間的等效性。CZE法從采樣到報(bào)告結(jié)果的時(shí)間不到2 h,而qPCR需要3 d,可見CZE法在下游分析中所需時(shí)間更短。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)來(lái)自分析方法的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛的系統(tǒng)適用性測(cè)試和趨勢(shì)分析,確保經(jīng)過2年的運(yùn)行,在525次分析后,該方法的精密度和偏差仍符合要求。Rustandi等[43]以單克隆抗體(MAb)、Enbrel、CRM197和彌散性梭菌(Clostridium Diffi Cile)疫苗蛋白為例,說(shuō)明了基于CE的Western Blot技術(shù)的實(shí)用性,測(cè)定了4種來(lái)自白念珠菌疫苗的毒素蛋白。van Tricht等[44]還建立了快速準(zhǔn)確鑒定和定量流感疫苗中多種病毒蛋白的毛細(xì)管凝膠電泳(CGE)新方法。CGE法可在與LC法相同的分析物濃度范圍內(nèi)使用,但具有更好的精密度和準(zhǔn)確度?？傮w而言,CGE方法的總分析時(shí)間要短得多,可在4 d內(nèi)分析100個(gè)樣品,而單細(xì)胞免疫擴(kuò)散(SRID)需10 d。吳蘊(yùn)怡等[45]建立了CZE分析腸道病毒71型滅活疫苗純度的新方法,為該疫苗的質(zhì)量研究、工藝過程控制及穩(wěn)定性研究奠定了基礎(chǔ)。用CE測(cè)定腦膜炎球菌結(jié)合疫苗原液中二甲亞砜殘余量、四價(jià)輪狀病毒疫苗原液中蔗糖含量也已見文獻(xiàn)報(bào)道[46,47]。

綜上,CE已被證明是疫苗表征的一種極好的替代技術(shù)。對(duì)于分析者來(lái)說(shuō),CE提供了自動(dòng)化程度高,更容易的方法開發(fā)/驗(yàn)證。與使用各種不同的方法和不同的技術(shù)相比,僅用CE就能夠監(jiān)控10步過程的每個(gè)步驟中的重要參數(shù)[48],完全滿足包括疫苗定量、純度、pI測(cè)定、過程監(jiān)控、表征和核酸分析的要求。由于疫苗分析需要分子生物學(xué)、生物化學(xué)、免疫學(xué)和病毒學(xué)以及分析化學(xué)多學(xué)科聯(lián)合,導(dǎo)致CE在疫苗分析中的巨大應(yīng)用潛力還未被充分挖掘,有進(jìn)一步提升的空間。

2 食品(保健食品、特醫(yī)食品)中營(yíng)養(yǎng)或限量物質(zhì)的分析

在分離結(jié)構(gòu)相似的化合物方面,CE比LC具有更好的效率[49],容易被忽略的事實(shí)是:第一,LC流動(dòng)相和GC前處理消耗的大量有機(jī)溶劑很難回收[50],盡管一些超高效液相色譜(UPLC)極大地減少了有機(jī)溶劑的消耗,但與CE相比仍相當(dāng)可觀。第二,GC或LC經(jīng)常需要衍生或凈化樣品等,樣品前處理需要的耗材多,分離用的色譜柱較昂貴[51-53],對(duì)一些需要控制成本的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)或經(jīng)費(fèi)不足的單位,成本較高。第三,極性分子在普通LC非極性色譜柱上的保留弱,難以與弱保留的食品基質(zhì)分離。即使采用離子對(duì)試劑、改變色譜柱類型等手段改善分離,但仍然存在或多或少的干擾,盡管通過更換色譜柱和流動(dòng)相或通過二極管陣列檢測(cè)器輔助排除假陽(yáng)性,但實(shí)際效果十分有限,因?yàn)榉蛛x機(jī)理沒有根本變化。第四,GC或GC-MS樣品前處理繁瑣復(fù)雜,如甜蜜素[54]等,檢測(cè)1個(gè)樣品(從稱樣、前處理直至上機(jī)測(cè)定)往往需要1 d的時(shí)間,因?yàn)榍疤幚砘ㄙM(fèi)半天,而CE則可以在1 h內(nèi)完成[55,56]。

CE已顯示出在具有挑戰(zhàn)性的食品分析中的巨大應(yīng)用潛力[57],有代表性的應(yīng)用實(shí)例如飲料[58]、牛奶[59,60]、面粉[61]、魚[62]、豆芽[63]、橄欖油[64,65]、食用油[66]、蔬菜[37]、醬油[67,68]、啤酒[69]、紅酒[70]、茶葉[71]、嬰兒配方奶粉[72-74]、功能食品[75,76]、蜂蜜[77]、豬肉和魷魚[35]、特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品[78]、海藻[79]、蜂王漿[80]等。CE不僅是分析強(qiáng)極性和稀少樣品的有力工具,而且也是檢查中成藥中違法添加西藥的利器,因?yàn)槲魉幪砑恿勘仨氝_(dá)到藥物的劑量(高達(dá)上千個(gè)mg/kg[76])才能起作用,顯然利于CE分析。

CE還可為樣品前處理提供新思路。工業(yè)染料因著色牢固、價(jià)廉、高溫穩(wěn)定以及較少添加量即可達(dá)到理想著色效果[81],被濫用于食品著色。文獻(xiàn)報(bào)道的堿性橙2的LC或LC-MS法受限于色譜柱,不能用太強(qiáng)的酸或堿提取,通常用甲醇-乙腈[82]、乙醇[83]、酸化甲醇[84]或堿化甲醇[85]、乙腈[86]、酸化乙腈[87]、堿化乙腈[88]等提取。LC的回收率一般在77.8%～83.6%之間[89],難以達(dá)到90%。我們的研究表明:只有60%乙腈聯(lián)合20%乙酸才能有效提取,堿性橙2的回收率在90%。CE提取劑不受毛細(xì)管的限制,酸、堿、表面活性劑、有機(jī)溶劑等均可選擇。LC-MS檢測(cè)方法[90]首先用1 mol/L HCl提取,之后再調(diào)節(jié)pH,最后用SPE柱凈化,過程繁瑣且增加了檢測(cè)成本。由此可見CE是分析著色劑的首選。

CE對(duì)食品衛(wèi)生變得越來(lái)越重要且應(yīng)用前景廣闊。董亞蕾等[91]和Lara等[92]分別綜述了2009～2012年、2008～2018年CE在食品安全分析中的應(yīng)用。Lara認(rèn)為CE在食品常規(guī)分析中取得了重要進(jìn)展,樣品前處理并不是CE的瓶頸[92]。Ibáez等[93]綜述了2011～2014年CE在食品和食品組學(xué)中的應(yīng)用。de Oliveira等[94]綜述了1995～2015年這20年CE分析食品中氨基酸、蛋白質(zhì)、碳水化合物和脂質(zhì)的研究進(jìn)展,并指出CE是工業(yè)和政府實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行質(zhì)量控制的有力工具。Papetti等[95]綜述了CE技術(shù)的歷史、原理和應(yīng)用以及2003～2017年CE在不同類型食品中最重要的應(yīng)用進(jìn)展,顯示出CE從小分子到大分子(離子、藥物、蛋白質(zhì)、天然產(chǎn)物)分析中巨大的應(yīng)用潛力。成為食品質(zhì)量和安全、食品加工和穩(wěn)定性以及食品工業(yè)的重要分析工具。

食品化學(xué)家、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室都在尋求更強(qiáng)大、更清潔和更便宜的分析方法[96],食品分析目前正朝著綠色分析化學(xué)方向發(fā)展[96],這對(duì)綠色環(huán)保的CE技術(shù)是利好。但CE易于受溫度、吸附、納升進(jìn)樣量的精度等因素影響,CE準(zhǔn)確定量的關(guān)鍵就是了解并控制這些影響因素[7]。法規(guī)實(shí)驗(yàn)室在使用CE之前,必須進(jìn)行充分驗(yàn)證,以證明新開發(fā)的CE方法不是那些僅用標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)試的性能良好的方法,否則,它很難被接受為標(biāo)準(zhǔn)方法[97]。

3 化妝品中禁限用物質(zhì)的分析

由于化妝品為重要的全球產(chǎn)業(yè),各國(guó)對(duì)化妝品均進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,以保證其安全。但生產(chǎn)企業(yè)違法行為時(shí)有發(fā)生,例如故意使用禁用物質(zhì)或過量使用限用物質(zhì)、非法添加、標(biāo)簽上聲明的成分與實(shí)際不一致等。我國(guó)由化妝品質(zhì)量引起的各類皮膚不良反應(yīng)等安全問題時(shí)有發(fā)生[98,99]。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)應(yīng)依據(jù)《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》(2015版)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)對(duì)上市前或監(jiān)督抽檢的化妝品進(jìn)行依法檢驗(yàn)。目前《規(guī)范》中禁限用組分共收錄1 745種,配套的理化檢驗(yàn)方法77個(gè)[100],涉及304種組分,這就意味著1 441種組分無(wú)相應(yīng)檢測(cè)方法。擅自非法添加法定檢驗(yàn)方法之外的速效美容化合物的現(xiàn)象已相當(dāng)普遍[3,101]。另外,各國(guó)關(guān)于化妝品的法律法規(guī)不同,在我國(guó)禁用的中藥成分,在韓國(guó)則允許添加[102],這也給化妝品檢驗(yàn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。化妝品成分復(fù)雜,基礎(chǔ)配方一般包括:油脂、表面活性劑、防腐劑、抗氧化劑、色素、香料等。某些特殊用途化妝品還添加保濕劑、增稠劑、染發(fā)劑、去屑劑、紫外線吸收劑等,既有油包水,也有水包油的配方。從化妝品基質(zhì)中將80%以上目標(biāo)物提取出來(lái)并凈化,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定量具有挑戰(zhàn)性[103]。因?yàn)槌汕先f(wàn)個(gè)產(chǎn)品的配方不盡相同,而《規(guī)范》中的檢驗(yàn)方法在研制時(shí),也不可能考察全部市售產(chǎn)品的基質(zhì),這就導(dǎo)致了《規(guī)范》中大多LC方法分析實(shí)際樣品時(shí),總是存在干擾。

盡管分析化妝品樣品時(shí)采用的前處理方法多樣,但實(shí)際工作中,液-液和固-液萃取是化妝品分析中主要的樣品提取方式[104]?！兑?guī)范》中大多數(shù)LC采用甲醇提取后直接進(jìn)樣,甲醇對(duì)表面活性劑、增稠劑等也有溶解能力,導(dǎo)致這些組分一同被提取并進(jìn)入色譜柱,產(chǎn)生不可逆吸附,柱效迅速下降,增加了檢測(cè)成本。當(dāng)用LC測(cè)定乳狀化妝品時(shí),濾膜過濾會(huì)導(dǎo)致待分析物的損失,然而,若不過濾則很快使色譜柱失效[105]。而CE可將懸浮液直接進(jìn)樣。即使測(cè)定化妝品中鉛、鎘和汞時(shí),也無(wú)需復(fù)雜的樣品前處理,利用響應(yīng)函數(shù)法并結(jié)合膠束電動(dòng)毛細(xì)管色譜法測(cè)定個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中潛在香料致敏原和防腐劑同樣無(wú)需樣品前處理,顯示了CE的優(yōu)勢(shì)[106]。與原子吸收光譜法的單元素測(cè)定相比,CE具有多元素分析的能力,與電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)相比,單樣品檢測(cè)的成本相對(duì)較低,所需的設(shè)備成本也相對(duì)較低[107]。此外,ICP-MS還存在傳質(zhì)效率較低、光譜/非光譜干擾等局限性[106]。CE還用于化妝品中非離子表面活性劑的表征和測(cè)定[108]，相對(duì)分子質(zhì)量低(380 kD)和相對(duì)分子質(zhì)量高(2180 kD)的透明質(zhì)酸(Hyaluronic, HA)混合物[109]的測(cè)定,紅藻生物活性的評(píng)價(jià)[110],香料[111],個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品中三氯生[112],美白劑和對(duì)羥基苯甲酸酯[113,114],防腐劑[115-119],紫外線吸收劑[120],異煙酰胺和煙酰胺[121],苯酚、氫醌、熊果苷和曲酸[122],有機(jī)酸[123],煙酸[124],糖皮質(zhì)激素[125],迷迭香酸[126]等的測(cè)定。目前文獻(xiàn)報(bào)道利用CE檢測(cè)化妝品的文獻(xiàn)不如食品的多,但一旦認(rèn)識(shí)到CE分析化妝品的優(yōu)勢(shì),使用者便愛不釋手。

4 消毒產(chǎn)品或日用品中消毒劑有效成分分析

我國(guó)自2003年遭遇SARS之后,又相繼遭遇禽流感,直至當(dāng)今的新型冠狀病毒肺炎,說(shuō)明病毒性傳染病仍居各種傳染病之首[127]。抗病毒藥物的使用也日益廣泛。但一些抗病毒藥物可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不良后果[127,128]。有企業(yè)卻將禁止使用的抗生素、抗真菌藥物、激素和抗病毒藥物等物料,違法添加到消毒和抗抑菌產(chǎn)品中,以增加消毒或抗抑菌效果。此外,消毒產(chǎn)品劑型有膏劑、霜?jiǎng)?、凝膠、水劑等,與藥品的界定比較模糊,消費(fèi)者不容易甄別[129]。由于消毒產(chǎn)品中違禁藥物的添加未能像食品中非法添加那樣受到重視,故缺乏相應(yīng)配套檢驗(yàn)方法?；谏V篩查、質(zhì)譜確證的原則,我們分別建立了LC[130]和CE[131]同時(shí)測(cè)定更昔洛韋、阿昔洛韋、噴昔洛韋的方法,陽(yáng)性樣品用LC-MS/MS方法確證。利巴韋林因親水性強(qiáng)且無(wú)特征紫外吸收,難以用LC分析,故我們僅建立了CE的測(cè)定方法[132]及陽(yáng)性樣品的LC-MS/MS確證方法。

消毒劑中允許使用的有效成分種類遠(yuǎn)少于化妝品,利用CE檢測(cè)消毒劑有效成分的文獻(xiàn)不如化妝品的多,Kulapina等[133]綜述了合成表面活性劑的CE測(cè)定方法。消毒劑有效成分使用的極性分子較多,如用于物體表面消毒的季銨鹽、次氯酸鈉[134,135]等,為增加消毒效果,配方中經(jīng)常使用表面活性劑、高分子聚合物和中藥提取物。監(jiān)督抽檢要求使用國(guó)標(biāo)進(jìn)行依法檢驗(yàn),然而現(xiàn)有消毒劑國(guó)標(biāo)中涉及的檢測(cè)方法有滴定法、分光光度法、GC法和LC法。滴定法和分光光度法常因復(fù)配成分干擾而難以獲得準(zhǔn)確結(jié)果[136],GC法適合易揮發(fā)、極性不強(qiáng)的化合物分析,故大多數(shù)有效成分的分析只能用LC進(jìn)行測(cè)定,但消毒劑中復(fù)配的基質(zhì)易不可逆地吸附在色譜柱上,使柱效下降。對(duì)于無(wú)生色官能團(tuán)的季銨鹽,一般采用通用型檢測(cè)器如電導(dǎo)或蒸發(fā)光散射檢測(cè)器,易產(chǎn)生干擾,而且電導(dǎo)檢測(cè)不能使用梯度洗脫且平衡時(shí)間長(zhǎng);蒸發(fā)光散射檢測(cè)器分析實(shí)際樣品時(shí),線性范圍窄且測(cè)定結(jié)果不理想。因此有必要彌補(bǔ)國(guó)標(biāo)中消毒劑現(xiàn)有檢測(cè)方法在成本、效率、環(huán)保等方面的不足,而CE無(wú)疑是首選。我們用文獻(xiàn)方法[137,138]檢測(cè)最近幾年監(jiān)督抽檢的樣品時(shí),發(fā)現(xiàn)未如實(shí)標(biāo)識(shí)有效成分的現(xiàn)象依然存在。正是由于CE是目前唯一能夠區(qū)分聚六亞甲基雙胍和聚六亞甲基單胍的方法,2016年對(duì)GB 26367-2010[139]進(jìn)行修訂時(shí),將CE方法納入資料性附錄里,新版標(biāo)準(zhǔn)號(hào)也相應(yīng)變?yōu)镚B/T 26367-2020。此外,CE檢測(cè)苯扎氯銨的方法也被納入新修訂的GB/T 26369-2020季銨鹽消毒劑衛(wèi)生要求的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這兩項(xiàng)新修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已于2020年6月2日發(fā)布,將于2021年1月1日正式實(shí)施。這兩個(gè)CE方法的納入,必將帶動(dòng)更多的CE方法逐漸進(jìn)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

5 能力驗(yàn)證

能力驗(yàn)證可展示實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)能力,確定新檢測(cè)方法的有效性,增加客戶和政府有關(guān)部門對(duì)實(shí)驗(yàn)室的可信度等。本實(shí)驗(yàn)室2008年利用CE測(cè)定了乳及乳制品能力驗(yàn)證樣品中的三聚氰胺[140],獲得了滿意結(jié)果。之后利用文獻(xiàn)方法[141,142],完成了英國(guó)弗帕斯實(shí)驗(yàn)室食品分析水平評(píng)估(FAPAS)中軟飲料、果醬、肉泥、蔬菜泥、牛奶、糕點(diǎn)等6大類7種食品中咖啡因,可可堿等的13次能力驗(yàn)證,測(cè)試結(jié)果Z(標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù))絕對(duì)值均小于2,部分指標(biāo)的Z值小于0.5,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)室分析方法。最近,我們利用已建立但未發(fā)表的硝酸鹽和亞硝酸鹽同時(shí)分析的CE方法,完成了奶粉、蔬菜泥、肉泥中硝酸鹽和亞硝酸鹽的國(guó)內(nèi)外能力驗(yàn)證,Z值均小于1;其中萵苣泥、甘藍(lán)泥、肉泥和奶粉中硝酸鹽和亞硝酸鹽的電泳圖見圖1。根據(jù)樣品含量及基質(zhì)干擾情況,可裁短并改用內(nèi)徑50 μm毛細(xì)管,以減少分析時(shí)間,這也是CE較其余色譜方法的方便靈活之處。所有樣品均加入提取液(將分離緩沖溶液用水稀釋10倍作為提取液)超聲提取30 min,蔬菜泥和肉泥在9 000 r/min離心10 min,上清液直接進(jìn)樣,奶粉樣品于4 ℃、14 000 r/min離心10 min,上清液過0.45 μm濾膜后進(jìn)樣,若用60 000 r/min離心,則上清液直接進(jìn)樣。

圖 1 能力驗(yàn)證樣品的電泳圖Fig. 1 Electrophoregrams of proficiency test samples CE conditions: running buffer: 90 mmol/L Na3PO4 (without pH adjustment) containing 0.5 mmol/L cetyltrimethylammoniumbromide; sample buffer: 1∶10 dilution of the running buffer; injection pressure: 3448 Pa; detection wavelength: 214 nm; temperature: 25 ℃; capillary: a, d, e. 75 μm×70 cm (effective length 60 cm); b. 50 μm×70 cm (effective length 60 cm); c. 50 μm×50 cm (effective length 40 cm); separation voltage (kV): a. 8; b. 14; c. 10; d. 8; e. 8. Current (μA): a. 93; b. 85; c. 86; d. 93; e. 93. Injection time (s): a. 12; b. 15; c. 10; d. 12; e. 12. Samples: a. lettuce purée; b. cabbage purée; c. meat; d. e. infant formula. Peaks: 1. nitrite; 2. nitrate; 3. chloride.

正是有了上述的技術(shù)儲(chǔ)備,我們才能于2016年處置有毒雪碧樣品時(shí),將該法稍作調(diào)整,快速排查出次氯酸鈉[143]。說(shuō)明CE方法的重復(fù)性、再現(xiàn)性及其準(zhǔn)確定量能力不容置疑。

6 食物中毒事件應(yīng)急分析

食物中毒事故發(fā)生后,疾控系統(tǒng)的職責(zé)就是要快速提供科學(xué)、準(zhǔn)確的檢測(cè)報(bào)告,為衛(wèi)生行政部門決策和醫(yī)療機(jī)構(gòu)救治提供技術(shù)支撐[144],故檢測(cè)報(bào)告的準(zhǔn)確性及時(shí)效性不但體現(xiàn)著疾控機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平,還體現(xiàn)著政府部門應(yīng)急反應(yīng)能力和執(zhí)政能力[145]。食物中毒原因有微生物性、化學(xué)性、有毒動(dòng)植物等,其中常見化學(xué)性中毒因子為亞硝酸鹽[146-151]、甲醇[152-156];農(nóng)藥如涕滅威[157-159]、毒鼠強(qiáng)[160-163]、氟乙酸鈉[164-166]、氟乙酰胺[167],除草劑百草枯[168-171]等。食物中毒樣品種類繁多,毒物含量大部分在成千[146]上百[172]和幾十個(gè)mg/kg[157]。LC-MS/MS盡管能快速定性確證待分析物,但需要繁瑣的樣品凈化及同位素內(nèi)標(biāo)才能準(zhǔn)確定量,不利于快速出具檢測(cè)報(bào)告。而CE模式多樣、功能強(qiáng)大,開發(fā)快速分離方法,通常只需簡(jiǎn)單的樣品制備[173](如血液樣品經(jīng)稀釋后直接進(jìn)樣),可彌補(bǔ)LC-MS/MS不能快速定量的不足。這些特點(diǎn)使得CE成為食物中毒應(yīng)急分析的有力工具。

本實(shí)驗(yàn)室用CE處置了3起食物中毒應(yīng)急事件,第1起為淀粉中可樂定[145,174],CE在2 h內(nèi)便給出了定量結(jié)果為960 mg/kg[172]。第2起為疑似有毒雪碧樣品,用CE排查出該樣品中含次氯酸鈉或84消毒液[143,175],而LC-MS/MS這個(gè)大炮面對(duì)次氯酸鈉這個(gè)小蚊子,也束手無(wú)策,可見CE這個(gè)小技術(shù)解決了食物中毒應(yīng)急分析中的關(guān)鍵問題。第3起為牛奶[176]及服用者血液中脫氫乙酸。受寧夏回族自治區(qū)疾病預(yù)防控制中心委托,我實(shí)驗(yàn)室對(duì)其送檢的引起28人發(fā)病的牛奶及中毒者的血液樣品進(jìn)行檢測(cè)。在本實(shí)驗(yàn)室以前的研究基礎(chǔ)上[142],保持毛細(xì)管內(nèi)徑不變,而長(zhǎng)度由原70 cm減少至30 cm,以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的快速測(cè)定,5 min內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)樣品分析,完成6份牛奶樣品[177]及9名幼兒服用者血液樣品的分析僅需2 h,為給中毒者進(jìn)行對(duì)癥治療贏得了時(shí)間。牛奶中脫氫乙酸含量在1.83～1.95 g/kg,血液中的含量在0.08～0.26 g/kg,血液樣品的電泳圖見圖2。

圖 2 中毒者血液樣品的電泳圖Fig. 2 Electrophoregram of a blood sample of poisoned patient CE conditions: capillary 50 μm×30.2 cm (effective length 20 cm), separation voltage: 13 kV; injection pressure and time: 3448 Pa for 4 s; detection: 228 nm; temperature: 25 ℃. Peaks: 1. dehydroacetic acid.

上述3起食物中毒事件充分證明了CE成為食物中毒應(yīng)急分析中不可或缺的有力工具。

7 結(jié)論與展望

過去的10年里,CE在疾控系統(tǒng)無(wú)論是防病還是衛(wèi)生理化檢驗(yàn)等方面均有出色表現(xiàn)。

在傳染病控制工作中,基于CE原理的第一代基因測(cè)序儀在2020新型冠狀病毒檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用,顯示CE在核酸測(cè)序和片段分析上仍占據(jù)重要的一席之地,但是,許多CE的應(yīng)用都有了對(duì)應(yīng)的分子生物學(xué)方法,如Sanger測(cè)序與新一代測(cè)序、SNP分析與芯片分析、SSCP與高分辨溶解曲線分析等,使CE技術(shù)得到了有效的補(bǔ)充。隨著CE-PCR系統(tǒng)的日益發(fā)展,加上擴(kuò)增反應(yīng)或預(yù)富集步驟,能夠在一次運(yùn)行中檢測(cè)到許多不同的食源性病原微生物。但快速、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高靈敏度和耐用的食品基質(zhì)中細(xì)菌和病毒檢測(cè)仍然是一個(gè)發(fā)展方向,但也是挑戰(zhàn)。

食物中毒公共衛(wèi)生事件一般具有突發(fā)性、普遍性、非常規(guī)性及事件規(guī)律難掌握、局勢(shì)難控制、本質(zhì)難判斷、損失難估量的“三性四難”的特征。食物中毒應(yīng)急分析具有時(shí)間緊、任務(wù)重、強(qiáng)度大、責(zé)任和壓力重等特點(diǎn)。送檢的樣品除基質(zhì)復(fù)雜的食品樣品外,還涉及血樣和尿樣等生物樣品,樣品量一般較少,無(wú)法重復(fù)采樣。中毒因子中極性小分子較多,科學(xué)地選擇檢測(cè)技術(shù)顯得特別重要。只需簡(jiǎn)單樣品制備程序的CE分離模式多、功能強(qiáng)大,非常適合食物中毒的快速應(yīng)急分析,是CE在疾控領(lǐng)域的特色應(yīng)用,也是未來(lái)疾控領(lǐng)域需要加強(qiáng)的研究方向。

我國(guó)吸附無(wú)細(xì)胞百白破聯(lián)合疫苗(DTaP)不良反應(yīng)發(fā)生率居我國(guó)計(jì)劃免疫接種的多種疫苗的首位。生物活性極高的納克級(jí)內(nèi)毒素可引起發(fā)熱和其他病理反應(yīng),一些相對(duì)分子質(zhì)量小、含量低(nmol/L)的毒素,亦被認(rèn)為是導(dǎo)致DTaP疫苗不良反應(yīng)的原因之一,所以疫苗必須嚴(yán)格控制內(nèi)毒素的含量。生物制品的管理控制部門,對(duì)各種疫苗的最高內(nèi)毒素含量均有限制性規(guī)定,并將內(nèi)毒素含量檢測(cè)作為DTaP安全性控制的重要質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之一。但快速而準(zhǔn)確定量疫苗內(nèi)毒素的含量一直是挑戰(zhàn),也是疾控領(lǐng)域需努力的方向。

保健食品中免疫球蛋白G(IgG)的國(guó)標(biāo)方法具有成本高、分析時(shí)間長(zhǎng)和靈敏度不高的缺點(diǎn),不適合于測(cè)定牛奶中IgG。而CE方法盡管成本低、分析時(shí)間短,但同樣受限于靈敏度,無(wú)法測(cè)定牛奶中IgG。利用CE實(shí)現(xiàn)乳清蛋白(乳鐵蛋白、牛血清白蛋白、IgG、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白A和β-乳球蛋白B)的同時(shí)分離與測(cè)定依然是挑戰(zhàn)。加工食品中花生、蝦、牛奶、雞蛋等主要致敏蛋白定量也受限于檢測(cè)靈敏度。未來(lái)需開發(fā)新的高效分離體系及靈敏的檢測(cè)方法,以期進(jìn)一步提升蛋白檢測(cè)靈敏度,滿足乳品中營(yíng)養(yǎng)蛋白和致敏源蛋白準(zhǔn)確定量的需求。

需求驅(qū)動(dòng)發(fā)展。疾控系統(tǒng)的職責(zé)之一是依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行常規(guī)檢驗(yàn)。CE在疾控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用取決于標(biāo)準(zhǔn)方法納入CE方法的數(shù)量。隨著對(duì)CE技術(shù)潛能認(rèn)識(shí)的逐漸加深,有強(qiáng)烈需求的基層檢驗(yàn)人員、苦練內(nèi)功的CE應(yīng)用研究者和不斷創(chuàng)新的儀器廠家特別是國(guó)產(chǎn)廠家的共同推動(dòng)。CE分析方法納入我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系,必將驅(qū)使我國(guó)CE技術(shù)進(jìn)入良性循環(huán)的發(fā)展軌道,涌現(xiàn)出更多快速、準(zhǔn)確、便捷、靈敏、低成本的方法,有益于基層檢測(cè)者,成為解決民生問題的重要技術(shù)手段。CE在疾控領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展前景。