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食品中氨基糖苷类抗生素快速分析方法研究进展

时间:2022-04-08 08:16:46 浏览次数:

zoޛ)j馟چ基础的免疫分析方法在氨基糖苷类抗生素的快速分析中占有重要地位,同时核酸适配体被筛选出来并被引入到快速分析领域,丰富和发展了快速分析的类型。主要综述基于能够特异性识别氨基糖苷类抗生素抗体和适配体构建的快速分析方法,包括单一药物分析和多残留分析方法,以期对该领域的发展趋势和方向提供参考。

关键词:氨基糖苷类抗生素;抗体;适配体;快速分析方法;ELISA

中图分类号: TS207.3文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2019)08-0018-07

氨基糖苷类(aminoglycosides,AGs)抗生素是一类由氨基环醇和氨基糖通过氧桥连接而成的苷类化合物,通过与细菌的沉降系数为70S核糖体的30S亚基部位结合,抑制始动复合物形成,阻碍终止因子的作用,阻碍合成的蛋白质的释放,从而抑制细菌体内的蛋白质合成,使细菌不能生长[1]。常用的AGs包括卡那霉素、新霉素、链霉素、庆大霉素、妥布霉素、小诺米星、西索米星、阿贝卡星、阿司米星和达地米星等。由于其价格低廉且抗菌效果好,在临床上广泛用于革兰氏阴性菌、单胞菌属、葡萄菌属感染和结核病等的治疗[2]。在动物医学领域,AGs主要用于防治牛乳腺炎、肠炎、子宫炎、腹膜炎、败血症等,同时还可以促进动物的生长[3]。

然而AGs具有较明显的肾毒性、耳毒性以及前庭神经功能损害[4],严重时还会致人休克,甚至死亡。我国农业行业标准NY 5045—2008《无公害食品生鲜牛乳》中明确规定,牛奶中“抗生素不得检出”。我国、欧盟、日本以及美国均制定了AGs的最高残留限量(maximum residue limit,MRL)(表1)。目前主要针对庆大霉素、卡那霉素、新霉素以及链霉素/双氢链霉素(表示2种霉素总量,下文同)设有MRLs,具体结构见图1。

鉴于AGs在动物性食品中的广泛残留,对人体和环境造成的巨大危害,发展简便、快速、灵敏的检测方法显得十分重要。仪器分析方法,如高效液相色谱(HPLC)、液相色谱-质谱联用(LC-MS)[8-9]方法,具有较高的灵敏度和准确性,但是仪器昂贵并且前处理复杂,使仪器分析方法在快速分析领域并不占优势。近年来,随着生物技术的发展,基于特异性生物识别元件,如抗体和核酸适配体,构建一系列快速、灵敏的分析方法,并在方法中結合新型纳米材料、荧光信号等,极大地提高了检测的灵敏度,缩短了检测时间。其中抗体制备通常来自于免疫动物以及杂交瘤技术,由于AGs属于小分子半抗原,无法单独刺激机体产生相应的抗体,因此须要对抗原进行设计和改造,要获得高灵敏度的抗体有一定难度。核酸适配体是一小段单链DNA或RNA序列,通过指数富集的配基系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential eichment,SELEX)技术筛选得到[10]。与传统的抗体相比,核酸适配体不仅选择性专一,且具有体外合成周期短、性质稳定、易于修饰和保存、靶标分子种类多等优势。本研究主要综述了基于抗体和适配体的快速分析方法在庆大霉素、卡那霉素、新霉素以及链霉素/双氢链霉素4种AGs快速检测中的应用,旨在为该领域的发展趋势和方向提供参考。

1庆大霉素快速分析方法

1.1基于抗体的免疫分析方法

酶联免疫分析方法(ELISA)是最常见,也是较早建立的免疫分析方法。职爱民等制备了庆大霉素抗体,并建立了间接竞争ELISA,检测限可达0.1 ng/mL[11-14]。郭浩等建立了庆大霉素兽药残留的悬液芯片直接竞争检测法,并同时与常规酶联免疫分析方法进行比较,二者的检测限分别为010、0.27 ng/mL[15]。

可视化检测可以避免使用大型仪器,在现场检测中极具优势,结合纳米金、纳米银、碳纳米管等新型纳米材料极大地拓展了分析方法的类型。王丽哲等研制了庆大霉素半定量胶体金试纸条,对牛奶样品的检测限为20 μg/kg[16]。Jin等建立了免疫层析方法定量和定性检测庆大霉素,检测限为 6 ng/mL[13]。李周敏等采用纳米银标记的二抗(羊抗鼠)及银增强显色剂,建立可视化蛋白芯片检测牛奶中的庆大霉素,经数据分析,该方法庆大霉素的线性检测范围为0.1~200.0 ng/mL,检测限为0.1 ng/mL[17]。笔者所在研究小组获得了一株高灵敏度的庆大霉素单克隆抗体, 并建立了基于碳纳米管的离心定量方法和过滤定性方法,其中前者的检测限为0.048 ng/mL,线性范围为0.080~0.512 ng/mL,后者的检测限为0.1 ng/mL[18]。

除了常规的IgG抗体外,Li等免疫鸡获得了针对庆大霉素的IgY抗体,并建立了荧光偏振免疫分析法(fluorescence polarization immunoassay,FPIA),方法的检测限为 0.17 μg/mL[19]。

1.2基于适配体的分析方法

关于庆大霉素适配体的报道较少,Wang等筛选到了特异性识别氨基糖苷类药物的RNA,对妥布霉素、新霉素B、庆大霉素、红霉素的解离常数分别为0.77 nmol/L、1.03 μmol/L、[JP+1]7.81 μmol/L、9.23 μmol/L[20];Rowe等利用RNA适配体,建立了电化学分析方法检测血液样品中的卡那霉素、妥布霉素和庆大霉素,检测范围在4~10 μg/mL[21]。上述研究主要分析人血液中的药物浓度,所建立的方法灵敏度较低,目前对于食品中的基于适配体的庆大霉素的分析方法鲜有报道。

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