我院陳翊平教授課題組在多種抗生素殘留檢測(cè)的研究中取得進(jìn)展
? 我院陳翊平教授課題組在多種抗生素殘留檢測(cè)的研究中取得進(jìn)展
1.研究背景
??? 食品安全關(guān)系廣大人民群眾身體健康，是一項(xiàng)重要的民生工程。2018年上海復(fù)旦大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院有關(guān)“江浙滬兒童普遍暴露于多種抗生素”的研究報(bào)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(dǎo)致的食品安全問(wèn)題也再一次被推到風(fēng)口浪尖。
??? 在我國(guó)，不同種類的抗生素限量標(biāo)準(zhǔn)不同，我國(guó)農(nóng)業(yè)部公告的《動(dòng)物性食品中獸藥最高殘留限量》（第235號(hào)）中，對(duì)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(dòng)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(dòng)物性食品中不得檢出。因此，要實(shí)現(xiàn)食品中多種抗生素的同時(shí)檢測(cè)，一方面需要該分析方法具有很高的靈敏度，實(shí)現(xiàn)對(duì)痕量的禁用抗生素的檢測(cè)，同時(shí)也需要線性范圍比較寬，實(shí)現(xiàn)對(duì)濃度比較大，限用抗生素的檢測(cè)。
??? 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(cè)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(wú)法滿足多種抗生素殘留的檢測(cè)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(xué)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(cè)速度快、靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，是一種較為新穎的食品安全檢測(cè)手段。
??? 基于上述問(wèn)題，陳翊平教授課題組構(gòu)建了一種能夠線性可調(diào)檢測(cè)食品基質(zhì)中多種抗生素殘留的磁納米免疫傳感器。通過(guò)點(diǎn)擊反應(yīng)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?yàn)椴煌降腜S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(hào)強(qiáng)度的磁探針，從而實(shí)現(xiàn)線性范圍的大幅度調(diào)節(jié)（pg/mL-μg/mL），具有檢測(cè)濃度范圍跨度大的特點(diǎn)。針對(duì)不同目標(biāo)物的濃度不同，選擇不同的磁信號(hào)探針，進(jìn)行可以實(shí)現(xiàn)濃度范圍不同的多種抗生素殘留的檢測(cè)。
2.相關(guān)研究工作：線性范圍可調(diào)磁弛豫時(shí)間免疫傳感器的構(gòu)建及在多種抗生素殘留分析中的應(yīng)用
（1）研究方法
??? 通過(guò)點(diǎn)擊反應(yīng)配體分子Terazine (Tz)和trans-cyclooctene (TCO)之間的特異性反應(yīng)，將30 nm磁納米顆粒（MNP30）可控組裝到PS微球上，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁信號(hào)探針PS-MNP30，通過(guò)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(hào)強(qiáng)度的磁信號(hào)探針，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同抗生素檢測(cè)范圍的線性可調(diào)（μg/mL - pg/mL）與高靈敏檢測(cè)。結(jié)合免疫磁分離技術(shù)，構(gòu)建以PS-MNP30為磁探針進(jìn)行信號(hào)讀出的磁弛豫時(shí)間免疫傳感器，可以實(shí)現(xiàn)快速、高靈敏、線性范圍可調(diào)地定量分析檢測(cè)多種分析物（圖1）。該傳感器首次通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)可控組裝納米小磁顆粒作為多用途磁信號(hào)探針，用于食品中最大殘留限量等級(jí)不同的抗生素（氯霉素，磺胺和土霉素）的分析，實(shí)現(xiàn)從pg/mL到μg/mL高靈敏定量檢測(cè)多種抗生素，具有快速、高靈敏、寬檢測(cè)范圍等優(yōu)點(diǎn)，在食品安全檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)診斷等方面具有廣闊的應(yīng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果
??? 本工作首先對(duì)MNP1000, MNP30, PS1000, PS1000-MNP30在0.01T的磁分離性能進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)僅MNP1000能在短時(shí)間內(nèi)分離完全，且磁信號(hào)發(fā)生顯著變化（圖2 A, B）。然后通過(guò)TEM和DLS對(duì)合成的PS-MNP30進(jìn)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(guò)研究T2值與PS-MNP30偶聯(lián)物的關(guān)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(cè)及線性分析的基礎(chǔ)（圖3 A）。在此基礎(chǔ)上，本工作構(gòu)建了磁弛豫時(shí)間免疫傳感器（MRS），通過(guò)不同的PS-MNP30磁探針對(duì)三種常見(jiàn)的抗生素進(jìn)行了定量檢測(cè)，均具有良好的線性關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了線性可調(diào)檢測(cè)（圖3 B）。最后，我們對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行了檢測(cè)，并與HPLC-MS進(jìn)行了方法學(xué)比對(duì)（圖4），結(jié)果表明，本傳感器在抗生素殘留檢測(cè)方面具有良好的準(zhǔn)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(cè)不同種類的抗生素
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圖4真實(shí)樣品中抗生素殘留的檢測(cè)
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（3）論文相關(guān)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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