胡延勛 李 源 王麗娜 王曉曼 王妹麗
(1.平頂山市農產品質量監測中心,河南 平頂山 467000;2平頂山葉縣農業局,河南 平頂山 467200)
近年來,食用的農產品瓜果蔬菜受到農藥污染,食用者中毒事件日益增多。農產品的安全問題日益引起國家和人民的關注,如何確保人們食用農產品的安全性,以及怎樣檢測農產品中的農藥殘留的百分比,是各國科學研究的重點課題。
農藥殘留物是指農藥作用于農作物,沒有沒被降解,殘留在農作物上,對人體造成傷害的毒物。這些農藥殘留物來源,一是由于農民長期為防治害蟲,噴灑的農藥沒有被充分降解。二是一部分農民為了加快農作物的生長,早點上市,賣個好價錢,違背農作物的生長規律,任意噴灑助長劑,催熟劑,縮短農作物的生長周期。為了加強食物安全性,儀器分析和快速檢測近年來發展迅速,特別是免疫學方法在檢測農產品中的農藥方面表現突出。本文就是淺談抗體技術在農產品農藥殘留檢測中的應用概況。
農藥殘留檢測技術一般可以分為兩個大類,一種是傳統的儀器分析,另一種是新科技技術分析,如抗體技術。
在沒有誕生新技術用于農藥殘留物檢測時,科學家一般用儀器分析法來分析農藥的殘留量。常見的儀器分析法有:氣相色譜(GC)、高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜-質譜混用(GC-MS)、高效液相色譜-質譜聯用(HPLC-MS)等技術。其中色質聯用技術應用最為普遍,主要是因為這種技術特別適合于多種殘留農藥的分析。大部分農藥殘留物可使用GC-MS檢測出來,但GC-MS一般檢測那些小分子,化學性質不太穩定的農藥。對于那些大分子、化學性質穩定的農藥,可采用高效液相色譜-質譜聯用(HPLC-MS)來檢測。
儀器分析法雖然有較好的準確性,但的使用成本極高,很難普及推廣。它一般要求使用者有較好的學科背景,受到過專業的培訓。
20世紀80年代中期以來,隨著分子技術發展迅猛,新科技檢測農藥殘留的免疫分析法日漸成熟,并逐漸由多抗轉向單抗,其中酶聯免疫吸附測定法(ELISA)表現突出,能很好的檢測殘留農藥物。ELISA最大優點是所需要儀器設備較過去的儀器檢測設備便宜,且在靈敏性、特異性、操作性方面,對比以往的檢測有很大提高,尤其在現場篩選和快速檢測大量樣本中顯示出其獨特的優勢。
農藥免疫分析法是一種隨著分子生物學的高速發展,利用抗體抗原相互排斥的反應,結合現代高分子標記的手段而形成的一種超微量分析法。這種技術利用抗原抗體反應強,容易觀察的特性,在生活中的一些檢測領域起著很重要的作用。免疫分析法因為易操作,成本低,檢測快速方便、結果精確等優點,是分析農藥殘留物的好方法。免疫分析法可分為熒光免疫測定法、酶免疫測定法、放射免疫測定法和流動注射免疫測定法,其中能較先進分析農藥殘留物是流動注射免疫分析技術。但流動注射免疫分析的缺點是變異系數太大,操作起來效率低,需要一次性裝膜的柱,而且抗體和酶標的半抗原使用量大,一次還只能檢測一個樣品。
農藥大多屬于小分子物質,是一種半抗原,無免疫性的有機化合物。而農藥的抗體是由小分子農藥與大分子載體偶聯后形成的復合物。農藥抗體的產生一般可采用兩種途徑。
多克隆抗體是由許多B淋巴細胞產生的混合抗體。一般選用半年以上的白兔作為免疫動物,這些被選的白兔經過2到3個月的免疫劑量進行免疫。首次免疫時,需要加入能提高抗原免疫性的物質弗式完全佐劑。并在不同的間隔時期,對動物進行背部內注射,當完成最后一次免疫采血后,使用ELISA法測試效果。
多克隆體盡管具有生產成本低、方法簡便等優點,但它的抗體特異性不夠強,生產數量有限,不適用于批量生產。
單克隆抗體是由B細胞與瘤細胞雜交產生的,是一種只針對一種抗原決定簇而產生的單一抗體。正是由于每一個被免疫的細胞,只能對某一種特定的抗原決定簇產生特異性的抗體。這些被克隆化后產生的單克隆細胞系,能產生大量、單一、高純度的抗體,即“單克隆抗體”。由于單克隆抗體特異性強,交叉反應少,適合大規模批量生產,為農藥的檢測提供了極為有利的條件。因此,不少學者開始進行農藥單克隆抗體的ELISA檢測技術的研究。
抗體技術進行農藥殘留檢測的首選方法是ELISA法。它主要分為直競爭法、間接競爭法和雙抗夾心法。
直接競爭法按被作用體的不同,分為抗體包被直接競爭法與抗原包被直接競爭法兩種方式。
1.1 抗體包被直接競爭法。
先將無雜質的抗體兩份放到到酶標板上,一組加入經過酶標記的農藥,另一組加入待測農藥樣品,將兩組農藥與抗體進行直接的競爭性結合。然后分別洗滌兩組農藥,會發現經過酶標農藥的那一組上結合的抗體量與另一組待測農藥的那一組的量成反比。然后將酶底物分別加入兩組,進行顏色比較,可對待測農藥進行定量的測定分析。
1.2 抗原包被直接競爭法。
同抗體包被直接競爭法的方法一樣,只是被被作用的載體不同,抗體包被直接競爭法作用的載體是抗體,而抗原包被直接競爭法被作用的載體是抗原。
首先將人工抗原放到酶標板后,先加入抗血清(第一抗體),然后加入待檢測的農藥,經過一段時間洗滌后,再加入經過酶標的第二抗體。值得注意的是這次是兩抗體的選擇結合,最后加入酶底物。會發現經過酶催化反應的產物量,與經過處理的兩組抗體的量成正比,但與待測樣品中的農藥量成反比。
先將抗體包加到酶標板后,在加入待測的抗原(待測的農藥),然后加入過量的固相抗體。一段時間洗滌后,再加入過量的酶標記抗體,分離固相化合物和游離相化合物。最后加入酶底物比色,定量測量出樣品中抗原的含量。
四 農藥物殘留抗體檢測技術的問題和展望
抗體檢測技術在農藥殘留物的檢測中表現出靈敏、快速、特異性強的優點,但還存在一些問題有待改進。一是,多克隆抗體因成分復雜導致靈敏度不高,以及不適用批量生產,應加以改進。二是,農藥免疫分析時的混配使用及McAb的制備周期長,不利于抗體檢測技術的推廣。
[1]岳永德.農藥殘留分析.北京農業出版社,2004.5
[2]高曉輝.蔬菜上農藥殘留快速檢測勢在必行.農藥科學與管理,2000.4
[3]蔡寶亮,董秀梵.單克隆抗體技術及其應用.現代商檢科技,1996.2
[4]Ibrahim AMA,Morsy MA,Hewwdi MM,et at.Monoclonal antibody based ELISA for the detection of ethyl parathion.Food Agrie Immunol.1994.6
[5]Bushway R J.Determination of atraxine in food by enzyme immunoassay[J].BIlll Environ Contam Toxicol,1989.2
[6]海琴,劉浪,劉曙照.直接競爭酶聯免疫吸附分析法測定氰戊菊酯,2009.8