聶雯瑩 羅曉琴 杜美紅 王兆芹* 馮月君 陳煒玲(①北京勤邦生物技術(shù)有限公司 102206 ②北京市食品安全免疫快速檢測(cè)工程技術(shù)研究中心北京市理化分析測(cè)試中心)
牛奶中林可霉素磁免疫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)方法的建立
聶雯瑩①②羅曉琴①②杜美紅③王兆芹①②*馮月君①②陳煒玲①②(①北京勤邦生物技術(shù)有限公司 102206 ②北京市食品安全免疫快速檢測(cè)工程技術(shù)研究中心③北京市理化分析測(cè)試中心)
林可霉素藥物中的醇羥基經(jīng)PDC氧化后得到酮基林可霉素,然后與氨基丁酸進(jìn)行縮合反應(yīng),得到四碳鏈羧基半抗原產(chǎn)物,即林可霉素半抗原;將辣根過氧化物酶標(biāo)記林可霉素半抗原,制備得到酶標(biāo)抗原;將林可霉素半抗原分別與BSA和OVA偶聯(lián),制備得到免疫原和包被原,進(jìn)而制備得到林可霉素單克隆抗體,測(cè)得抗體效價(jià)為1:180000;將林可霉素單克隆抗體與磁珠偶聯(lián)得到磁標(biāo)抗體;配合全自動(dòng)磁免疫化學(xué)發(fā)光儀建立了化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法,建立了林可霉素磁免疫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)試劑盒標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)得該方法對(duì)牛奶中林可霉素的檢測(cè)限為5.88μg/L,該方法對(duì)林可霉素具有較高的特異性,對(duì)與林可霉素結(jié)構(gòu)或者功能相似競(jìng)爭(zhēng)的9種藥物均無交叉反應(yīng)。進(jìn)行牛奶空白樣品添加試驗(yàn)時(shí)回收率為85.8%~113.3%,批內(nèi)變異系數(shù)為5.4%~8.6%,批間變異系數(shù)為8.4%~9.1%。該方法試劑盒配合全自動(dòng)磁免疫化學(xué)發(fā)光儀檢測(cè),具有靈敏度高、特異性好、操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),適合對(duì)乳制品安全監(jiān)管和企業(yè)內(nèi)控工作中推廣應(yīng)用,為我國乳制品監(jiān)管工作提供了技術(shù)支持。
林可霉素 牛奶 磁免疫化學(xué)發(fā)光 試劑盒 全自動(dòng)磁免疫化學(xué)發(fā)光儀
林可霉素(Lincomycin, LIN)又稱潔霉素,是由林肯鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的林可酰胺類抗生素[1],具有較強(qiáng)的抑菌活性,主要作用于革蘭氏陽性細(xì)菌[2-3],林可霉素用作飼料添加劑,有提高增重速率的功效。使用方法主要是添加林可霉素制品混合于飼料中使用,或采用直接注入患病乳牛乳房治療奶牛乳房炎,兩種給藥方式都會(huì)造成藥物在牛乳中殘留。我國食品衛(wèi)生法規(guī)定,在應(yīng)用抗生素期間和停藥后5d內(nèi)的乳不能食用,牛奶中的林可霉素殘留,可通過食物鏈進(jìn)入人體后累積可以導(dǎo)致細(xì)菌耐藥性[4]。農(nóng)業(yè)部235號(hào)公告規(guī)定了林可霉素在牛奶中的最大殘留限量為150μg/kg。林可霉素殘留量常用的檢測(cè)方法主要有微生物法[5],高效液相色譜法(HPLC)[6-9]、氣相色譜法(GC)[10-11]、高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(UPLC-MS/MS)[12-13]、液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)[14]、薄層色譜法[15]。本試驗(yàn)建立了一種高效快速檢測(cè)牛奶中林可霉素的磁免疫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)方法,并配合全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光儀,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過程的全自動(dòng)化,減少人為操作誤差,方法靈敏度、特異性和準(zhǔn)確度較高,檢測(cè)時(shí)間短,檢測(cè)過程只需10min,適用于大批量牛奶樣品中林可霉素的檢測(cè)。
1.1 材料與儀器
林可霉素Sigma公司;辣根過氧化物酶Sigma公司;牛血清白蛋白(BSA)、卵清白蛋白(OVA)和二甲基甲酰胺(DMF)Sigma公司;弗氏完全佐劑(FCA)和弗氏不完全佐劑(FIA)北京勤邦生物技術(shù)有限公司制備;羧基磁性微珠Thermo Fisher Scientific公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純?cè)噭?。全自?dòng)磁免疫化學(xué)發(fā)光儀,北京勤邦生物技術(shù)有限公司;FA2104型電子天平,上海良平儀器儀表有限公司;DHP-600型生化培養(yǎng)箱,天津市中環(huán)實(shí)驗(yàn)電爐有限公司;Milli-Q Reference純水儀,美國Millipore公司。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 林可霉素半抗原合成 取1.0g林可霉素加入到乙腈中溶解,再加入0.82g重鉻酸吡啶(PDC),攪拌,加入0.8ml乙酸酐和0.5ml乙酸,室溫?cái)嚢?h,待反應(yīng)完全,停止反應(yīng)并蒸干,上硅膠柱純化,乙酸乙酯:石油醚=1:1洗脫分離,得到產(chǎn)物1。取產(chǎn)物1加甲醇溶解,再加1.2g氨基丁酸水溶液3ml和0.5g氫氧化鉀的水溶液2ml,于60℃加熱反應(yīng)7h,反應(yīng)完全,停止反應(yīng),旋蒸,加水,調(diào)節(jié)pH值至6,加乙酸乙酯萃取,蒸干,得到無色油狀物,再加乙醇重結(jié)晶得到林可霉素半抗原產(chǎn)物。合成路線如圖1所示。
圖1 林可霉素半抗原合成路線圖
1.2.2 酶標(biāo)抗原的制備 取10mg林可霉素半抗原,溶于1ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中;取30mg二氯乙烷(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)用0.2ml水充分溶解后于加入半抗原溶解液中,室溫下攪拌24h,即可得到反應(yīng)液A;稱取辣根過氧化物酶(HRP)50mg,使之充分溶解在3.8ml磷酸鹽緩沖液中,將反應(yīng)液A逐滴緩慢滴加到HRP溶液中,并于室溫下攪拌24h;用0.01mol/L的磷酸鹽緩沖液于4℃透析3d,每天換3次透析液,以除去未反應(yīng)的小分子物質(zhì),得到林可霉素酶標(biāo)抗原;分裝,于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 免疫原的制備 將HRP 50mg替換為牛血清白蛋白(BSA)50mg,制備方法同上,得到免疫原。
1.2.4 單克隆抗體的制備 (1)動(dòng)物免疫:用上述制備出的免疫原按100μg/只,以生理鹽水溶解免疫原與弗氏完全佐劑等體積混勻,頸背部皮下注射免疫6~8周齡Balb/c雌鼠,初次免疫后第7、14、28天以免疫原與弗氏不完全佐劑等體積混勻,頸背部皮下注射。第3次免疫后,每次免疫后7d,眼眶上緣采血分離血清,間接ELISA法測(cè)定血清抗體效價(jià),根據(jù)測(cè)定結(jié)果決定融合時(shí)機(jī)。細(xì)胞融合前3~5d進(jìn)行沖擊免疫,腹腔注射免疫原100μg/只。(2)細(xì)胞融合:取沖擊免疫后的小鼠的脾細(xì)胞與對(duì)數(shù)生長期的小鼠骨髓瘤細(xì)胞(SP2/0)混合,然后再45s內(nèi)緩慢加入預(yù)熱的融合劑(PEG4000)進(jìn)行融合,用HAT培養(yǎng)基懸浮均勻,再加入適量的飼養(yǎng)細(xì)胞,培養(yǎng)于96孔培養(yǎng)板,于37℃,5%CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng),5d后用HT培養(yǎng)基半換液,8d后進(jìn)行全換液。(3)雜交瘤細(xì)胞的篩選:細(xì)胞融合后,待細(xì)胞長到培養(yǎng)孔面積的1/4時(shí),采用分步篩選法篩選雜交瘤細(xì)胞。初篩采用間接ELISA方法,以包被抗原(預(yù)先用方陣法常規(guī)滴定其最佳包被濃度和陽性血清稀釋度)包被酶標(biāo)板,加入被測(cè)孔培養(yǎng)上清,孵育,清洗后加入林可霉素標(biāo)準(zhǔn)品50μl,再加入細(xì)胞上清液50μl和羊抗鼠IgGHRP 50μl,于37℃反應(yīng)30min,洗板,再加入底物液顯色液100μl,于25℃下避光反應(yīng)15min,再加入終止液50μl,測(cè)定OD450nm值下降到對(duì)照孔的50%以下,判為陽性,經(jīng)2~3次檢測(cè)都為陽性的孔,立即用有限稀釋法進(jìn)行亞克隆化。(4)單克隆抗體制備:將2~3次亞克隆建株后的雜交瘤細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng),收集上清液用間接ELISA測(cè)定效價(jià),凍存;并取8~10周齡Balb/c小鼠腹腔注射液體石蠟0.5ml/只,7~10日后腹腔注射雜交瘤細(xì)胞1~2×106/只,7~10日后抽取小鼠腹水,離心取上清,測(cè)定效價(jià),并凍存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.5 磁標(biāo)抗體的制備 (1)磁珠活化:表面有- COOH基團(tuán)的磁珠(粒徑為2.8μm),其含量是0.1eq/g,取100μl磁珠,用含有pH5.0、0.05%的吐溫-20的濃度為25mmol/L的2-(N-嗎啉)乙磺酸一水合物(MES)100ml洗滌兩次,磁分離后移除上清;磁珠活化前,用4℃貯存的上述MES溶液分別配制50mmol/L的EDC和NHS溶液;分別向裝有磁珠的離心管中加入新配置的EDC和NHS溶液各50μl,渦旋混勻,室溫活化30min;將離心管置于磁分離架上進(jìn)行磁分離4min,移除上清液,再向其中加入100μl、pH5.0、25mmol/L的MES清洗2~3次后即可得到表面有羧基活化的磁珠。(2)磁珠偶聯(lián)林可霉素單克隆抗體的制備:將10μg林可霉素單克隆溶解到60μl、pH5.0、25mmol/L的MES中,向其中加入3mg活化的磁珠,并用上述濃度MES溶液調(diào)節(jié)總體積至100μl,輕柔地混勻磁珠與林可霉素單克隆抗體;室溫條件下偶聯(lián)30min或4℃偶聯(lián)2h,該期間可利用渦旋儀使磁珠保持混勻狀態(tài);離心管置于磁分離架上進(jìn)行磁分離5min,移除上清液;為了淬滅未反應(yīng)的-COOH,可加入100μl、pH7.4的三羥甲基氨基甲烷(TRIS)反應(yīng)15min;用100μl、0.1%BSA、0.1%吐溫-20的鹽酸鹽緩沖液(PBS)清洗封閉好的磁珠3~5次,將磁珠復(fù)溶于含0.1%的BSA、0.05%吐溫-20、0.02%NaN5的磷酸鹽緩沖液中,得到磁標(biāo)抗體,于2~8℃保藏。
1.2.6 化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法的建立及評(píng)價(jià) (1)將酶標(biāo)抗原稀釋液裝入化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀酶標(biāo)抗原工作液容器中;將磁標(biāo)抗體稀釋液裝入化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀酶標(biāo)抗原工作液容器中;對(duì)每個(gè)樣品/標(biāo)準(zhǔn)品設(shè)置樣品架上的位置,輸入樣品信息和需要檢測(cè)的測(cè)試項(xiàng)目名稱;將樣品管/標(biāo)準(zhǔn)品管放入已設(shè)定好的樣品架上,化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀依次吸取50μl酶標(biāo)抗原、50μl待測(cè)樣品/標(biāo)準(zhǔn)品和50μl磁標(biāo)抗體加入到反應(yīng)杯中,混勻,并在室溫下反應(yīng)15min,再通過清洗裝置進(jìn)行磁分離3min,再用PBS清洗3次,再加入化學(xué)發(fā)光底物A液和B液各50μl,檢測(cè)其發(fā)出的相對(duì)光強(qiáng)度(RLU),樣品中林可霉素的含量與RLU成負(fù)相關(guān)關(guān)系,可以通過RLU結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算林可霉素的濃度。(2)標(biāo)準(zhǔn)曲線:配制林可霉素標(biāo)準(zhǔn)品溶液終濃度分別為0、0.3、0.9、1.8、3.6和10.8μg/L,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。(3)檢測(cè)限:對(duì)20份含林可霉素的空白牛奶樣品進(jìn)行檢測(cè),測(cè)定結(jié)果的平均值加上3倍標(biāo)準(zhǔn)差為該方法對(duì)實(shí)際樣品的最低檢測(cè)限?;厥章剩喝】瞻着D虡悠罚謩e向其中添加林可霉素標(biāo)準(zhǔn)品至終濃度為6、12、24μg/L,每個(gè)濃度作3個(gè)平行,計(jì)算添加回收率和精密度。添加回收率=實(shí)測(cè)值(μg/L)/添加值(μg/L)×100%。(4)特異性:選擇九種結(jié)構(gòu)相似的化合物(克林霉素、北里霉素、螺旋霉素、紅霉素、泰樂菌素、替米考星、安普霉素、泰妙菌素、大觀霉素)進(jìn)行交叉反應(yīng)試驗(yàn),測(cè)定單克隆抗體的特異性。
2.1 林可霉素半抗原
林可霉素是小分子藥物,沒有免疫原性,不能刺激機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)林可霉素抗原的特異性抗體[16],本研究林可霉素藥物中的醇羥基經(jīng)PDC氧化后得到酮基林可霉素,然后與氨基丁酸進(jìn)行縮合反應(yīng),得到四碳鏈羧基半抗原產(chǎn)物。林可霉素半抗原再與載體蛋白偶聯(lián)得到免疫原,使得免疫原決定簇充分暴露出來,機(jī)體更容易識(shí)別抗原決定簇,免疫動(dòng)物產(chǎn)生的抗體就會(huì)在親和力和特異性上最大程度的與抗原決定簇?cái)M合。林可霉素半抗原產(chǎn)物經(jīng)核磁氫譜測(cè)定,如圖2所示,化學(xué)位移δ=11mg/kg的位置為羧基氫共振吸收峰,化學(xué)位移δ=2.3、1.6、1.3ppm的位置為間隔臂上亞甲基的氫共振吸收峰,證明間隔臂連接成功,林可霉素半抗原合成成功。
圖2 林可霉素半抗原核磁共振氫譜圖
2.2 單克隆抗體效價(jià)
通過效價(jià)測(cè)定,本試驗(yàn)制備的林可霉素單克隆抗抗體的效價(jià)在1:180000。
2.3 化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法的建立及評(píng)價(jià)
建立配套全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光儀建立牛奶中林可霉素殘留磁免疫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)方法。
2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 從圖3中可以看出,得到的曲線線性方程為y=-3.1505x-0.3887(線性相關(guān)指數(shù)R2=0.9966),其中縱坐標(biāo)為RUL/RUL0值,橫坐標(biāo)為林可霉素標(biāo)準(zhǔn)品濃度值。?
圖3 林可霉素磁免疫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)試劑盒標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.3.2 檢測(cè)限 根據(jù)對(duì)20份空白牛奶樣品的檢測(cè)結(jié)果,并利用公式計(jì)算檢測(cè)限結(jié)果,見表1,得到試劑盒對(duì)牛奶樣品中林可霉素的最低檢測(cè)限為5.88μg/L。
表1 試劑盒對(duì)牛奶樣品的檢測(cè)限 (μg/L)
2.3.3 試劑盒特異性 選擇與林可霉素有類似結(jié)構(gòu)和類似功能10中藥物,用試劑盒測(cè)定交叉反應(yīng)率,結(jié)果如表2所示。
表2 林可霉素單克隆抗體交叉反應(yīng)率 (%)
由表2可知試劑盒的林可霉素單克隆抗體對(duì)林可霉素具有較高的特異性,對(duì)與林可霉素結(jié)構(gòu)或者功能相似的競(jìng)爭(zhēng)藥物均無交叉反應(yīng)。
2.3.4 準(zhǔn)確度和精密度 通過對(duì)林可霉素添加濃度分別為6、12和24μg/L的樣品進(jìn)行檢測(cè),計(jì)算回收率得到試劑盒的準(zhǔn)確度和精密度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。從表3可知,試劑盒對(duì)牛奶樣品中林可霉素測(cè)定的添加回收率為85.8%~113.3%,批內(nèi)變異系數(shù)為5.4%~8.6%,批間變異系數(shù)為8.4%~9.1%,批內(nèi)變異系數(shù)均小于10%,批間變異系數(shù)小于15%。
表3 準(zhǔn)確度和精密度試驗(yàn)結(jié)果 (μg/L、%)
林可霉素是小分子藥物,沒有免疫原性,不能刺激機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)林可霉素抗原的特異性抗體,本研究林可霉素藥物中的醇羥基經(jīng)PDC氧化后得到酮基林可霉素,然后與氨基丁酸進(jìn)行縮合反應(yīng),得到四碳鏈羧基半抗原產(chǎn)物,即林可霉素半抗原;將辣根過氧化物酶標(biāo)記林可霉素半抗原,制備得到酶標(biāo)抗原;將林可霉素半抗原分別與BSA和OVA偶聯(lián),制備得到免疫原和包被原,進(jìn)而制備得到林可霉素單克隆抗體,測(cè)得抗體效價(jià)為1:180000;將林可霉素單克隆抗體與磁珠偶聯(lián)得到磁標(biāo)抗體;建立了化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法,建立了林可霉素磁免疫化學(xué)發(fā)光檢測(cè)試劑盒標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)得該方法對(duì)牛奶中林可霉素的檢測(cè)限為5.88μg/L,該方法對(duì)林可霉素具有較高的特異性,對(duì)與林可霉素結(jié)構(gòu)或者功能相似競(jìng)爭(zhēng)的9種藥物均無交叉反應(yīng)。進(jìn)行牛奶空白樣品添加試驗(yàn)時(shí)回收率為85.8%~113.3%,批內(nèi)變異系數(shù)為5.4%~8.6%,批間變異系數(shù)為8.4%~9.1%。該方法試劑盒配合全自動(dòng)磁免疫化學(xué)發(fā)光儀檢測(cè),具有靈敏度高、特異性好、操作簡(jiǎn)單、檢測(cè)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),適合在我國政府對(duì)乳制品安全監(jiān)管和企業(yè)內(nèi)控工作中推廣應(yīng)用,為我國乳制品監(jiān)管工作提供了技術(shù)支持。
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*通訊作者