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標記免疫層析技術(shù)在食品安全檢測中應(yīng)用進展

文檔作者：湯軼偉, 高子媛, 魏立巧, 李譯, 蘭建興, 張德福, 高雪, 勵建榮* ( 文檔來源：渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院遼寧省食品安全重點實驗室		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月14日
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第5 卷 第7 期 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報 Vol. 5 No. 7
2014 年7 月 Journal of Food Safety and Quality Jul. , 2014
基金項目: 國家自然科學(xué)基金項目(31201370)、遼寧省博士啟動基金項目(20121080)、國家“十二五”科技支撐計劃項目(2012BAD29B06)
Fund: Supported by the National Natural Science Foundation of China (31201370), Research Fund for the Doctoral Program of Liaoning
Province (20121080) and the National Key Technologies R &amp;amp; D Program of China during the 12th Five-Year Plan Period (2012BAD29B06)
*通訊作者: 勵建榮, 教授, 主要研究方向為食品安全檢測。E-mail: lijr6491@163.com
*Corresponding author: LI Jian-Rong, Professor, Food Science Research Institute of Bohai University, No. 19, Technology Road, Songshan
District, Jinzhou 121013, China. E-mail: lijr6491@163.com
標記免疫層析技術(shù)在食品安全檢測中應(yīng)用進展
湯軼偉, 高子媛, 魏立巧, 李 譯, 蘭建興, 張德福, 高 雪, 勵建榮*
(渤海大學(xué)化學(xué)化工與食品安全學(xué)院, 遼寧省食品安全重點實驗室, 錦州 121013)
摘要: 食品安全檢測技術(shù)是食品質(zhì)量保證和食品安全管理的重要基礎(chǔ), 主要以儀器檢測方法為主。標記免疫
層析技術(shù)是建立在層析技術(shù)和和抗原-抗體特異性免疫反應(yīng)基礎(chǔ)上的一項新興免疫檢測技術(shù), 具有靈敏度高、
特異性強、使用便捷、檢測速度快等特點, 被廣泛應(yīng)用于食品安全快速檢測過程中。本文對膠體金標記免疫層
析技術(shù)、量子點標記免疫層析技術(shù)、上轉(zhuǎn)換發(fā)光標記免疫層析技術(shù)等在食品安全檢測領(lǐng)域的應(yīng)用進行了綜述,
通過分析目前各種標記免疫層析技術(shù)的優(yōu)點和不足, 提出了發(fā)展方向, 以期為我國食品安全快速檢測技術(shù)的
發(fā)展提供文獻支持。
關(guān)鍵詞: 標記免疫層析技術(shù); 食品安全; 進展
Progress on immunolabelling chromatographic techniques in
food safety detection
TANG Yi-Wei, GAO Zi-Yuan, WEI Li-Qiao, LI Yi, LAN Jian-Xing, ZHANG De-Fu,
GAO Xue, LI Jian-Rong*
(Food Safety Key Lab of Liaoning Province, School of Chemical Engineering and Food Safety, Bohai University,
Jinzhou 121013, China)
ABSTRACT: Instrument detection methods are predominant food safety testing technology which is a significant
foundation for maintaining food quality and food safety management. Immunolabelling chromatographic
technique, a new immunosorbent assay based on chromatography and specific immune responsible between antibody
and antigen, is widely used in food safety detection due to its high sensitivity, specificity, simplicity, and
high determination speed. In this paper, the application of gold immunochromatographic technique, quantum
dots immunochromatographic technique, up-converting phosphor immunochromatographic technique in food
safety detection were detailed summarized, and the development direction of immunolabelling chromatographic
technique was given after the advantages and disadvantages were analyzed. It provided the bibliographic support
to promote the rapid detection of food safety in our country.
KEY WORDS: immunolabelling chromatographic technique; food safety; progress
1914 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報 第5 卷
1 引 言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 食品種類越來越多, 極大改善
和提高了民眾的生活質(zhì)量。但是隨著人民生活水平的不斷
提高, 公眾的注意力已從食品供應(yīng)保障轉(zhuǎn)向食品營養(yǎng)與安
全方面[1]。食品安全問題是關(guān)系國民健康、種族存亡的重
大問題, 隨著經(jīng)濟全球化和食品國際貿(mào)易的發(fā)展, 食品從
生產(chǎn)到消費要經(jīng)過更多的環(huán)節(jié), 這使得現(xiàn)在的食品比以往
更容易被污染, 也為部分食品生產(chǎn)者提供了不法生產(chǎn)劣質(zhì)
食品的機會。
食品安全檢測技術(shù)是食品質(zhì)量保證和食品安全管理
的重要基礎(chǔ), 可對食品中有毒、有害成分進行定性或(和)
定量分析, 以保障食品安全。目前, 食品安全檢測技術(shù)主要
是儀器檢測法, 該方法具有靈敏、準確等優(yōu)點, 主要包括[2]:
高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,
HPLC)、氣相色譜法(gas chromatography, GC)、高效薄層色
譜法(high performance thin layer chromatography, HPTLC)、
毛細管電泳法(capillary electrophoresis, CE)、紅外吸收光譜
法(infrared absorption spectrometry, IR)、原子吸收分光光度
法(atomic absorption spectrometry, AAS)、原子熒光光譜法
(atomic fluorescence spectrometry, AFS)、電感耦合等離子體
質(zhì)譜分析(inductively coupled plasma-mass spectrometry,
ICP-MS)、γ 譜儀法等。但是儀器測定法一般對樣品的前處
理要求非常嚴格, 且需要對檢測人員進行培訓(xùn), 不適合現(xiàn)
場及大量樣品的篩選測定[3]。
免疫層析技術(shù)是建立在層析技術(shù)和抗原-抗體特異性
免疫反應(yīng)基礎(chǔ)上的一項新興免疫檢測技術(shù), 具有靈敏度
高、快速、簡單等特點, 適合現(xiàn)場及大量樣品的檢測。
免疫層析技術(shù)以固定有測試線和質(zhì)控線的條狀纖維
層析材料為固定相, 以測試液為流動相, 通過毛細管作用
使待測物在層析試紙條上移動, 經(jīng)過檢測線時發(fā)生特異性
免疫反應(yīng), 游離物在質(zhì)控線處發(fā)生免疫反應(yīng), 最后通過測
試線顏色的深淺判斷測試結(jié)果。
2 不同標記免疫層析技術(shù)
2.1 膠體金標記技術(shù)
膠體金標記技術(shù)是目前應(yīng)用最廣的標記免疫層析技
術(shù)之一, 示意圖見圖1, 該技術(shù)以化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的膠體金
為示蹤標記物, 通過金顆粒表面的負電荷與待測目標物抗
體結(jié)合在一起沉淀在結(jié)合釋放墊上, 最后根據(jù)檢測線顏色
的深淺定性或半定量樣品中目標物。
按照抗原與抗體結(jié)合方式的不同, 免疫層析可分為
非競爭性免疫層析與競爭性免疫層析[5]。非競爭性免疫層
析常用于檢測食品中具有多個抗原決定簇目標物的殘留,
如致病菌、毒蛋白等。競爭性免疫層析常用于檢測食品中
帶有單一抗原決定簇的目標物殘留, 如農(nóng)藥、獸藥、水產(chǎn)
品藥物、生物毒素、違禁藥物等。兩種免疫層析方法的區(qū)
別見表1。
圖1 免疫層析試紙條組裝示意圖[4]
Fig. 1 Assemblage of the GICA strip[4]
表1 競爭性免疫層析和非競爭性免疫層析的區(qū)別
Table 1 Difference between competitive and non-competitive
gold immunochromatography assay
結(jié)合釋放墊 檢測線 質(zhì)控線
競爭性免疫層析 Ab1 Ab2 Ab3
競爭性免疫層析 Ab1 Ag Ab2*
注: Ab1 金標記目標物抗體; Ab2 目標物抗體; Ab3 抗Ab1 抗體;
Ab2*包被抗原
膠體金免疫層析技術(shù)對食品中有害物質(zhì)殘留檢測方
法的研究文獻很多, 主要集中在食品中有害微生物、農(nóng)獸
藥和生物毒素殘留、違禁藥品殘留等[6-12]。
目前, 膠體金免疫層析技術(shù)是我國現(xiàn)場快速測定中
不可或缺的技術(shù)之一, 但多為定性或半定量分析, 這大大
限制了該技術(shù)的應(yīng)用。為了實現(xiàn)膠體金免疫標記層析技術(shù)
的定量分析, 陳曦等[13] 基于表面增強拉曼散射
(surface-enhanced Raman scattering, SERS)理論, 指出吸附
在金粒子表面的某些化合物會使拉曼散射信號得到巨大增
強, 并以此設(shè)計了一種基于金標試紙的定量快速檢測系統(tǒng),
為膠體金免疫層析技術(shù)的定量分析奠定了基礎(chǔ)。2013 年,
?；耓14]以SERS 為基礎(chǔ), 將拉曼標記免疫探針固定在檢
測線上, 方便信號采集, 縮短了檢測所需時間, 改善了
SERS-膠體金免疫層析檢測方法的重現(xiàn)性。
2.2 量子點標記技術(shù)
量子點(quantum dots, QDs)是一類能在光激發(fā)后產(chǎn)生
熒光的準零維納米半導(dǎo)體材料, 通常由II B~VI B、III
B~VB、副族化合物及Si 等元素組成[15,16]。量子點材料具
有激發(fā)光譜寬、發(fā)射光譜窄、量子產(chǎn)率高、光化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)
定及可修飾性等特點, 已成為一種理想的熒光探針。
Hu 等[17]采用巰基丁二酸為表面修飾劑, 水相法合成
水溶性CdTe/ZnSe 核殼量子點, 在N-羥基琥珀酰亞胺作用
下將量子點標記在抗克倫特羅(CLE)多克隆抗體上, 并以
凝膠電泳和斑點雜交試驗驗證是否連接成功。光譜分析結(jié)
第7 期 湯軼偉, 等: 標記免疫層析技術(shù)在食品安全檢測中應(yīng)用進展 1915
果表明: 量子點與抗體結(jié)合后光強度增強, 熒光峰發(fā)生了
紅移; 將合成的CdTe/ZnSe-Anti-CLE pAb 偶聯(lián)物作為指示
CLE 分子的熒光標記物, 研制出用于檢測CLE 的免疫層析
試紙條, 最低檢測量可達1 μg/L, 為實際樣品中CLE 殘留
檢測奠定了基礎(chǔ)。
Anna 等[18]建立了量子點標記免疫層析法檢測牛奶中
氯霉素殘留的檢測方法。在硫代N-羥基琥珀酰亞胺和N-(3-
二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亞胺鹽酸鹽作用下將量子點與
抗氯霉素單克隆抗體結(jié)合。實驗對樣品墊的種類、氯霉素
包被原的種類、包被抗原用量等進行了優(yōu)化。結(jié)果顯示: 最
佳實驗條件下所建立方法的最低檢測限為0.1 ng/mL, 能
滿足實際樣品中氯霉素殘留檢測的需要。
李文軍[19]建立了檢測赭曲霉毒素的量子點標記層析
檢測方法。該方法利用偶聯(lián)試劑1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙
基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)將CdTe 量子點上的羧基與抗體
上的氨基共價連接, 并通過斑點實驗法驗證偶聯(lián)結(jié)果。檢
測結(jié)果顯示建立的量子點標記熒光層析試紙條檢測方法的
檢測線為5 ng/mL, 具有良好的特異性。
定量檢測系統(tǒng)的發(fā)展是量子點免疫層析試紙條定量
分析的基礎(chǔ)。馬義才等[20]設(shè)計了一種基于電荷耦合(CCD)
的量子點免疫層析試紙條定量檢測系統(tǒng), 其中包括試紙條
架、掃描系統(tǒng)、電荷耦合器、信號放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、
微處理器、輸出顯示裝置、打印機、鍵盤、IC 卡。IC 卡與
試紙條配套使用, 微處理器讀取IC 卡參數(shù)后控制試紙條架
運動以適合掃描系統(tǒng)的光纖維頭對試紙條進行自動掃描。
實驗結(jié)果表明, 該系統(tǒng)具有檢測快速、操作簡單、使用靈
活等優(yōu)點, 具有較廣的應(yīng)用前景。
2.3 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料標記技術(shù)
上轉(zhuǎn)換發(fā)光標記免疫層析技術(shù)是國內(nèi)外最新建立的
以上轉(zhuǎn)磷光體為標記物的新型快速檢測方法[21]。上轉(zhuǎn)磷光
體是將稀土元素摻雜在某些雜質(zhì)晶體晶格中, 使其形成基
質(zhì)晶格中的發(fā)光中心。該標記物屬于惰性無機發(fā)光材料,
具有耐用性強、穩(wěn)定性好, 有效期長、通量高、無干擾等
特點, 已成為標記免疫層析技術(shù)的研究熱點。
上轉(zhuǎn)換發(fā)光標記免疫層析技術(shù)的研究多集中在核酸
及病原菌的檢測方面[22-25], 在食品安全檢測領(lǐng)域的研究相
對較少。王浩然[26]以上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料標記大腸桿菌O157、
甲型副傷寒沙門氏菌、傷寒沙門氏菌、腸炎沙門氏菌等10
種食源性致病菌的單克隆抗體為特異性生物探針, 以雙抗
夾心作為檢測模型, 依次研制了10 種食源性致病菌對應(yīng)的
上轉(zhuǎn)換發(fā)光標記試紙條, 并在此基礎(chǔ)上研制了十通道型生
物傳感器(圖2), 提高了檢測通量, 但是食品中的防腐劑、
細菌培養(yǎng)性能等因素會對檢測造成一定影響。
2.4 其他標記免疫層析技術(shù)
超順磁性納米顆粒是內(nèi)部含有金屬氧化物的納米材
料, 可通過改性與將生物抗體作為探針建立免疫層析檢測
方法, 該方法即可通過肉眼觀察或光學(xué)比色實現(xiàn)快速定性
分析, 也可利用磁信號檢測進行定量分析, 圖3 為磁標記
免疫層析試紙條示意圖。
圖2 十通道型生物傳感器示意圖[18]
Fig. 2 Scheme of ten-channel of biosensor[18]
圖3 磁性標記免疫層析試紙條示意圖[27]
Fig. 3 Schematic diagram showing structures of magnetic lateral
flow immunoassay[27]
黃薇[28]以磁性納米微球為標記物建立了氯霉素殘留
的磁性免疫層析檢測方法。實驗對磁性微球與抗氯霉素抗
體偶聯(lián)的條件、檢測線和質(zhì)控線的包被條件等進行了優(yōu)化。
結(jié)果顯示: 磁性微球與抗體的最佳偶聯(lián)比為100:1, 檢測線
包被量為1:5, 質(zhì)控線的包被量為1:100, 檢出限為4
ng/mL。該方法的建立為食品中其他抗生素殘留的檢測奠
定了基礎(chǔ)。
Yan 等[29]以Fe3O4 納米粒子偶聯(lián)抗副溶血弧菌抗體為
探針建立了水產(chǎn)中副溶血弧菌磁性標記免疫層析檢測方
法。實驗主要研究了磁性納米粒子粒徑與形貌對檢測方法
的影響。實驗結(jié)果顯示, 當(dāng)納米粒子為球形、粒徑小于1 μm
時的檢出限為1×105 CFU/mL, 磁性納米粒子的粒徑、形貌
及理化性質(zhì)是建立穩(wěn)定、高效磁性標記免疫層析檢測方法
的重要影響因素。
1916 食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報 第5 卷
3 展 望
標記免疫層析技術(shù)以其簡便快速、特異性強、靈敏度
高、無需特殊儀器等優(yōu)點, 廣泛應(yīng)用于食品安全快速檢測
中, 對保證我國的食品質(zhì)量安全和豐富食品檢測技術(shù)具有
重要意義。目前, 我國的標記免疫層析技術(shù)主要分為膠體
金標記免疫層析技術(shù)、量子點標記免疫層析技術(shù)、上轉(zhuǎn)換
發(fā)光材料標記免疫層析技術(shù)等。這些技術(shù)在實際研究及應(yīng)
用過程中仍存在一些不足。
膠體金標記免疫層析技術(shù)是一種發(fā)展較為成熟的標
記技術(shù)。但是, 降低檢測過程中出現(xiàn)假陽性或假陰性、提
高檢測的靈敏度及可重復(fù)性依然是亟待解決的問題[30]。量
子點以其優(yōu)越的熒光強度和穩(wěn)定性成為一種理想的標記免
疫層析探針, 故開發(fā)具有高通量、選擇性好、檢測簡便的
量子點標記免疫層析技術(shù)是當(dāng)前研究者的重要任務(wù)。上轉(zhuǎn)
化發(fā)光材料的低毒、穩(wěn)定、成本低等特點成為最有潛力的
標記免疫層析技術(shù)之一, 但是該技術(shù)在食品中農(nóng)藥、獸藥、
違禁物品等殘留方面研究較少。所以, 針對上述問題, 今后
標記免疫層析技術(shù)的研究可從以下幾個方面深入探索: 1)
研究開發(fā)穩(wěn)定劑以提高標記物-抗體探針抗干擾能力, 減
少假陽性或假陰性現(xiàn)象的發(fā)生; 2)探尋能與標記探針相容
的生物信號放大物質(zhì), 提高檢測的靈敏度; 3)制備特異性
好的類生物抗體或改進標記技術(shù)以提高標記免疫層析方法
的檢測通量, 降低檢測成本; 4)研究標記物的制備方法、探
索標記抗體探針與目標物的識別機理, 為拓寬標記免疫層
析技術(shù)的檢測范圍奠定基礎(chǔ); 5)研究其他標記免疫層析技
術(shù)以補充食品安全檢測方法。
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(責(zé)任編輯:趙靜)
作者簡介
湯軼偉, 講師, 主要研究方向為食品
安全檢測。
E-mail: tangyiwei81@163.com
勵建榮, 教授, 主要研究方向為水產(chǎn)
品和果樹貯藏加工、食品安全。
E-mail: lijr6491@163.com

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