我院陳翊平教授課題組在獸藥殘留及致病菌快速檢測方法的研究中取得進展
1. 研究背景
食品安全是關(guān)乎國計民生和國際聲譽的熱點問題，據(jù)市場監(jiān)管總局對2018年第三季度食品安全監(jiān)督抽檢情況分析統(tǒng)計，檢驗不合格的項目中，仍以超范圍超限量使用食品添加劑、微生物污染和農(nóng)獸藥殘留超標(biāo)三類問題為主。過量使用抗生素會造成大量的抗生素殘留在環(huán)境和動物體內(nèi)，并通過食物鏈在人體內(nèi)富集，造成抗藥性、過敏、人體菌落失衡等嚴(yán)重的安全問題，進而引發(fā)組織器官病變，人體免疫能力降低，嚴(yán)重者甚至可能造成藥物中毒、誘發(fā)癌變等，國際組織與各國食品安全管理部門均制訂了相應(yīng)食品中抗生素的最高限量指標(biāo)。例如，萊克多巴胺在我國農(nóng)業(yè)部公告的《動物性食品中獸藥最高殘留限量》（第235號）中屬于在動物性食品中不得檢出。對食品中抗生素殘留進行快速、準(zhǔn)確的分析是保障食品安全的一個重要的手段，也是抗生素合理使用的前提。
食源性致病菌直接或間接污染食品及水源，人經(jīng)口感染可導(dǎo)致腸道傳染病的發(fā)生及食物中毒以及畜禽傳染病的流行，對人體健康具有巨大的威脅，對經(jīng)濟貿(mào)易產(chǎn)生壁壘。因此，對食源性致病菌進行快速高靈敏檢測是食品質(zhì)量監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)和必要手段，保障食品安全和人民健康的迫切需求。
食品是一種復(fù)雜的基質(zhì)，在檢測時會對分析信號的放大及傳感過程造成干擾，導(dǎo)致分析方法的準(zhǔn)確性和靈敏度不高，因此，尋求零背景信號的傳感機制至關(guān)重要?；诖诵枨?，陳翊平教授課題組構(gòu)建了一種零背景信號磁生物傳感器，并將其用于獸藥殘留及致病菌的高靈敏分析。
2. 相關(guān)研究工作：基于Mn(VII)/Mn(II)內(nèi)轉(zhuǎn)化的零背景信號磁生物傳感器檢測獸藥殘留及致病菌的研究
（1）研究方法
堿性磷酸酶(ALP)是免疫分析中應(yīng)用極為廣泛的一種標(biāo)記酶，同時ALP可以催化其底物（抗壞血酸磷酸酯）產(chǎn)生具有還原性的抗壞血酸(AA)，該AA介導(dǎo)的氧化還原反應(yīng)可以實現(xiàn)MnO4-向Mn2+的轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致T2信號的改變。鑒于MnO4-的強氧化性和AA的強還原性，ALP催化的氧化還原反應(yīng)可以實現(xiàn)對AA的超靈敏響應(yīng)。將Mn(VII)/Mn(II)作為信號讀出系統(tǒng)，結(jié)合免疫分析技術(shù)，構(gòu)建了基于抗體-抗原識別的磁免疫傳感器，應(yīng)用于獸藥殘留及致病菌的檢測。
在該方法中，將堿性磷酸酶（ALP）作為一種免疫標(biāo)記酶應(yīng)用到該傳感器中，具體原理（圖5）如下：將ALP標(biāo)記上識別相應(yīng)獸藥殘留或致病菌的抗體，將抗壞血酸酯作為ALP的底物，該ALP可以將抗壞血酸酯去磷酸化，進而轉(zhuǎn)化為具有還原性的抗壞血酸，而抗壞血酸可以將Mn(VII)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>Mn(II)，進而引起磁信號（T2）從無到有的改變，T2的改變量與待測樣品中食源性致病菌呈正相關(guān)，這也是磁免疫傳感器檢測食源性致病菌的基礎(chǔ)。
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圖5 Mn(VII)/Mn(II)介導(dǎo)的磁免疫傳感器的原理圖
（2）實驗結(jié)果
本工作分別對獸藥（萊克多巴胺）殘留與食源性致病菌（沙門氏菌）進行了定量檢測（圖6，圖7），分別研究了其靈敏度、線性相關(guān)性、特異性等，由結(jié)果可知，本傳感器在獸藥殘留與食源性致病菌檢測方面具有良好的性能。在此基礎(chǔ)上，本工作對實際樣品進行了檢測，并與傳統(tǒng)的ELISA和HPLC-MS進行了方法學(xué)比對，結(jié)果表明，本傳感器在抗生素殘留檢測方面具有良好的準(zhǔn)確性（圖8）。
圖6 Mn(VII)/Mn(II)介導(dǎo)的磁免疫傳感器用于檢測萊克多巴胺
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圖7 Mn(VII)/Mn(II)介導(dǎo)的磁免疫傳感器用于檢測沙門氏菌
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圖8真實樣品中萊克多巴胺殘留的檢測
（3）論文相關(guān)信息：
論文獲資助信息：National Natural Science Foundation of China (81671784) and the Fundamental Research Funds for Central Universities (2662019PY005)
通訊作者信息：陳翊平（E- mail: chenyiping@mail.hzau.edu.cn.）
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acssensors.9b01349
審核人：陳翊平
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