真菌毒素快速檢測技術
□ 北京普讚生物技術有限公司 供稿
真菌毒素,又稱黴菌毒素,是真菌在食品或飼料裏生長所產生的代謝產物,對人類和動物都有害。真菌毒素可通過飲食進入人或動物體內,引起人或動物的急性或慢性中毒,進而損害機體,造成肝髒、腎髒及神經組織等的傷害。
真菌毒素主要包括黃曲黴毒素、嘔吐毒素、玉米赤黴烯酮赭曲黴毒素等。1960年,英國10萬多隻火雞因食用被黃曲黴毒素汙染的飼料而死亡,此事件發生後,真菌毒素才逐漸引起人們的重視。受全球氣候變暖、幹旱等因素的影響,食用和飼用農產品受真菌毒素汙染的現象日趨嚴重,世界各地對於真菌毒素汙染的報道也日漸增多,玉米、小麥、大麥、花生等穀物以及幹果、水果、中藥材、牛奶等都容易被真菌毒素汙染。因此,為減少黴菌汙染,真菌毒素檢測手段必不可少,本文全麵介紹了真菌毒素的常規檢測和快速檢測方法。
真菌毒素的常規檢測方法
液相色譜或液質聯用法:高效液相色譜法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)和液相-質譜聯用法(LC-MS/MS)具有分辨率高、準確性好、靈敏度高、檢測限低等優點。目前,我國國家標準或行業標準中使用較多的也是高效液相色譜法,其中反相高效液相色譜法較為常用,其流動相主要為甲醇、乙腈和水或三者組成的混合溶液。HPLC可結合多種檢測器,如紫外檢測器(uv)、二極管陣列檢測器(DAD)、熒光檢測器(FLD)、質譜檢測器(MS)以及電化學檢測器(EC)等。
薄層色譜法:又叫薄層層析法(Thin Layer Chromatography,TLC),1968年AOAC首次提出利用微柱、薄層色譜法測定花生和花生製品中的黃曲黴毒素,此後許多國家也采用此法作為標準方法,它也是我國的標準方法。TLC根據真菌毒素能在紫外區域發出特殊熒光的特點來檢測真菌毒素,樣品經過提取、柱層析、洗脫、濃縮及TLC分離後,在特定波長紫外燈下照射,可觀察到熒光。
氣相色譜法:一種強大的分離技術,被廣泛應用於各類物質的精確定量檢測,但由於許多真菌毒素都是極性化合物,在進入氣相色譜柱前需要采用一定的方式進行衍生,因而其在真菌毒素檢測中的應用並不廣泛,目前應用氣相色譜法檢測最多的真菌毒素是玉米赤黴烯酮。
真菌毒素的快速檢測方法
快速檢測真菌毒素一般采用免疫分析方法,此方法的理論基礎為抗原抗體的特異性結合,主要包括放射免疫分析方法(RIA)、酶聯免疫法(ELISA)和免疫層析法等。但因RIA需要使用同位素標記,有放射性汙染,並且需要用 到專門的儀器,故而,酶聯免疫法(ELISA)和免疫層析法應用更為廣泛。
酶聯免疫技術:酶聯免疫吸附劑測定法,簡稱酶聯免疫法(ELISA),是20世紀70年代發展起來的免疫檢測技術,有直接法、間接法、雙抗體夾心法等。雖然ELISA有多種模式,但基本原理和操作方法是相同的。首先將抗原或抗體固定到某種固相載體上(現在多為酶標板),並保持其免疫活性,然後將待測樣品和酶標物(酶標抗體或酶標抗原)按不同步驟與固定的抗原或抗體進行反應,再然後將沒有發生反應的物質洗去,最後加入酶的底物。底物在酶的催化下顯色,最終通過顯色程度進行定性或定量測定。ELISA可把抗原抗體免疫反應與酶的高效催化作用原理結合起來,因此具有選擇性強、靈敏度高、時間短、檢測限低等特點。
圖1 酶聯免疫技術原理
免疫層析法:免疫層析法(immunochromatography)是近年來國內外新興的一種快速診斷技術,其原理是將特異抗體先固定於硝酸纖維素膜的某一區帶,當幹燥的硝酸纖維素一端浸入樣品後,由於毛細管作用,樣品將沿著膜向前移動,當移動至固定有抗體的區域時,樣品中相應的抗原即與該抗體發生特異性結合,通過免疫膠體金或免疫酶染色可使該區域顯示一定的顏色,從而實現特異性的免疫診斷。
目前,膠體金檢測技術廣泛應用於真菌毒素類物質的檢測,其具有的低成本、操作簡便、快速準確等特點已被用戶及國家相關部門認可。組裝成條的膠體金檢測卡如圖2所示,在一長條形的背板上按從左至右的順序貼上樣品墊、金標墊、硝酸纖維素膜(NC膜)及吸水墊。NC膜上偶聯有待測物的抗原(測試線,test line,T線)以及二抗(對照線,control line,C線),將抗體偶聯納米級的金顆粒放置在金標墊上。從樣品墊處滴加樣品,開始反應後,隨著樣品液的流動,偶聯抗體的金顆粒流向抗原處,當抗原抗體結合使偶聯的金顆粒聚焦到一定數量時,即可形成肉眼可見的紅色條帶。而當加樣的液體中也含有待測物時,則固定在固相載體上的抗原與樣品中的抗原競爭性結合待測物抗體,從而使NC上聚焦的金顆粒數目減少,進而使紅色條帶變淺直至無色。利用以上特性,可以在很短的時間內檢測到ng/mL級的各種真菌毒素。
圖2 膠體金檢測卡
展望
目前,國內外都有各類真菌毒素快速檢測產品,從質量和技術上講,國內公司生產的酶聯免疫試劑盒和膠體金檢測卡與進口產品的差距越來越小,甚至部分指標已經超越進口產品,畜牧相關行業和監管部門也已高度認可了這兩類檢測產品。雖然大部分用戶的檢測需求得到了基本滿足,但是由於各類用戶待測樣品有所差異,所以檢測效果和效率仍不能得到最大程度的保證,也就是說單獨的檢測卡、試劑盒產品還不能真正解決用戶的檢測問題,合適且具有針對性的定製化服務水平仍待提高。
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