我院陳翊平教授課題組在多種抗生素殘留檢測的研究中取得進展
? 我院陳翊平教授課題組在多種抗生素殘留檢測的研究中取得進展
1.研究背景
??? 食品安全關系廣大人民群眾身體健康，是一項重要的民生工程。2018年上海復旦大學公共衛(wèi)生學院有關“江浙滬兒童普遍暴露于多種抗生素”的研究報告顯示：華東地區(qū)60%的兒童尿液中含畜禽類抗生素!抗生素濫用導致的食品安全問題也再一次被推到風口浪尖。
??? 在我國，不同種類的抗生素限量標準不同，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，對食品中抗生素殘留量作了明確規(guī)定：磺胺（總量）、土霉素在所有食品動物肌肉中殘留限量為100 μg/kg；磺胺二甲嘧啶在牛奶中殘留限量為25 μg/kg；氯霉素及其鹽、酯為禁止使用的藥物，在動物性食品中不得檢出。因此，要實現(xiàn)食品中多種抗生素的同時檢測，一方面需要該分析方法具有很高的靈敏度，實現(xiàn)對痕量的禁用抗生素的檢測，同時也需要線性范圍比較寬，實現(xiàn)對濃度比較大，限用抗生素的檢測。
??? 食品中抗生素殘留定性定量分析的主要手段是微生物檢測法、儀器分析法和免疫分析法，但在靈敏度、線性范圍、易操作性等方面無法滿足多種抗生素殘留的檢測需要。磁納米免疫傳感器是一種將納米磁顆粒優(yōu)異的磁學性質(zhì)與免疫分析高特異性和高靈敏度相結(jié)合的生物傳感器，具有檢測速度快、靈敏度高、操作簡單、適合現(xiàn)場快速檢測等優(yōu)點，是一種較為新穎的食品安全檢測手段。
??? 基于上述問題，陳翊平教授課題組構(gòu)建了一種能夠線性可調(diào)檢測食品基質(zhì)中多種抗生素殘留的磁納米免疫傳感器。通過點擊反應在不同粒徑的聚苯乙烯微球（Polystyrene beads，PS）上面組裝納米磁顆粒，因為不同粒徑的PS微球表面偶聯(lián)的納米磁顆粒的數(shù)量不同，因此可以制備不同磁信號強度的磁探針，從而實現(xiàn)線性范圍的大幅度調(diào)節(jié)（pg/mL-μg/mL），具有檢測濃度范圍跨度大的特點。針對不同目標物的濃度不同，選擇不同的磁信號探針，進行可以實現(xiàn)濃度范圍不同的多種抗生素殘留的檢測。
2.相關研究工作：線性范圍可調(diào)磁弛豫時間免疫傳感器的構(gòu)建及在多種抗生素殘留分析中的應用
（1）研究方法
??? 通過點擊反應配體分子Terazine (Tz)和trans-cyclooctene (TCO)之間的特異性反應，將30 nm磁納米顆粒（MNP30）可控組裝到PS微球上，形成復合結(jié)構(gòu)的磁信號探針PS-MNP30，通過改變PS微球的粒徑，在PS微球表面可控組裝不同數(shù)量的納米小磁顆粒，制備不同信號強度的磁信號探針，進而實現(xiàn)不同抗生素檢測范圍的線性可調(diào)（μg/mL - pg/mL）與高靈敏檢測。結(jié)合免疫磁分離技術，構(gòu)建以PS-MNP30為磁探針進行信號讀出的磁弛豫時間免疫傳感器，可以實現(xiàn)快速、高靈敏、線性范圍可調(diào)地定量分析檢測多種分析物（圖1）。該傳感器首次通過點擊化學可控組裝納米小磁顆粒作為多用途磁信號探針，用于食品中最大殘留限量等級不同的抗生素（氯霉素，磺胺和土霉素）的分析，實現(xiàn)從pg/mL到μg/mL高靈敏定量檢測多種抗生素，具有快速、高靈敏、寬檢測范圍等優(yōu)點，在食品安全檢測、生物醫(yī)學診斷等方面具有廣闊的應用前景。
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圖1線性可控調(diào)節(jié)磁免疫傳感器的原理圖
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（2）實驗結(jié)果
??? 本工作首先對MNP1000, MNP30, PS1000, PS1000-MNP30在0.01T的磁分離性能進行了比較，發(fā)現(xiàn)僅MNP1000能在短時間內(nèi)分離完全，且磁信號發(fā)生顯著變化（圖2 A, B）。然后通過TEM和DLS對合成的PS-MNP30進行了表征，發(fā)現(xiàn)偶聯(lián)前后，粒徑發(fā)生了顯著的變化（圖2C-H）。此外，通過研究T2值與PS-MNP30偶聯(lián)物的關系，證明了粒徑大的PS微球能夠偶聯(lián)更多的MNP30，這是本方法定量檢測及線性分析的基礎（圖3 A）。在此基礎上，本工作構(gòu)建了磁弛豫時間免疫傳感器（MRS），通過不同的PS-MNP30磁探針對三種常見的抗生素進行了定量檢測，均具有良好的線性關系，實現(xiàn)了線性可調(diào)檢測（圖3 B）。最后，我們對實際樣品進行了檢測，并與HPLC-MS進行了方法學比對（圖4），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確性。
圖2磁探針的表征
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圖3 MRS傳感器用于線性可調(diào)檢測不同種類的抗生素
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圖4真實樣品中抗生素殘留的檢測
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（3）論文相關信息：
論文獲資助信息：National Key R&D Program of China (Grant No. 2018YFC1604001), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. 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.9b00900
審核人：陳翊平
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