萬宇平,鄭百芹,賈芳芳,李愛軍,崔海峰,賈招閃,何方洋2,
(1.北京勤邦生物技術有限公司,北京 102206;2.北京市食品安全免疫快速檢測工程技術研究中心,北京 102206;3.唐山市食品藥品綜合檢驗檢測中心,河北 唐山 063000;4.灤州市農業(yè)農村局,河北 灤州 063799)
多氯聯苯(polychlorinated biphenyls,PCBs)屬于鹵代芳烴類化合物,可作為樹脂、防火劑、涂料等多種工業(yè)品的添加劑[1-2],是一種用途很廣的工業(yè)化學品。而該物質屬于致癌物,容易在人體的脂肪組織中積累,對神經系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)均有危害作用;同時對水體和大氣環(huán)境均可造成污染[1-2]。雖然大多數國家已停止了生產和使用多氯聯苯,但其物理化學性質非常穩(wěn)定,會長期存在于地球的生態(tài)系統(tǒng)中[3]。在PCBs的209種同系物中,多氯聯苯PCB118是毒性較強的一種。因此,檢測PCB118殘留量是必要的[4]。
目前,檢測多氯聯苯的方法有氣相色譜法、氣相色譜-串聯質譜法、光電化學傳感器法等。其中,藍夢哲[5]建立了魚粉飼料中多氯聯苯殘留量的氣相色譜分析方法,對7種指示性多氯聯苯(PCBs)在3個添加水平的平均回收率(n=5)為83.1%~109.4%,相對標準偏差為0.70%~7.28%。陳麗金[6]建立了測定飼料中多氯聯苯殘留量的氣相色譜析方法,測定結果顯示,18種多氯聯苯的檢出限為0.004~0.010 mg/kg。張?zhí)矣⒌萚7]建立了使用快速溶劑萃?。╝ccelerated solvent extraction,ASE)技術提取,毛細管柱為分離柱,以電子捕獲檢測器檢測,用氣相色譜法同時測定果蔬中15種有機氯農藥的殘留量,最低檢出限為1.1~20 μg/kg。王文蘭等[8]建立了一種氣相色譜內標標準曲線法測定魚肉中7種指示性多氯聯苯不確定度的分析方法。時磊等[9]用氣相色譜法測定了稻谷中18種有機氯農藥和7種多氯聯苯的含量。侯圣軍等[10]建立了大米中12種有機氯農藥氣相色譜-電子捕獲檢測器檢測方法。杜靜等[11-14]也應用了氣相色譜法測定多氯聯苯殘留量。何芳等[15]為監(jiān)測小麥中多氯聯苯污染狀況,應用超聲波提取、分散固相萃取凈化、氣相色譜-質譜法(gas chromatography-massspectrometer,GC-MS)檢測,建立了一種簡單、快速測定小麥中7種指示性多氯聯苯(PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB153、PCB138、PCB180)的分析方法。王定森等[16]研究了Aroclor系列多氯聯苯的組成特點,提出了選取各Aroclor系列多氯聯苯中5~10個特征峰,將選取的特征峰面積加和與濃度制作標準曲線進行定量的方法,作為標準方法的補充說明。楊代鳳等[17]建立了氣相色譜-質譜法同時快速測定小麥中12種二噁英類多氯聯苯(dioxin-like polychlorinated biphenyls,DL-PCBs)的分析方法。朱蕓等[18]建立了加速溶劑萃取-氣相色譜質譜法同時測定34種有機氯農藥(organochlorine pesticides,OCPs)和18種多氯聯苯類化合物(PCBs)的方法。楊梅[19]研究了固相萃取-氣相色譜串級質譜聯用方法測定食品中多氯聯苯的方法。宋梓亮等[20]建立了飼料中多氯聯苯Aroclor 1242系列的氣相色譜-質譜聯用分析方法。潘娟等[21-23]同樣應用了氣相色譜-質譜法對多氯聯苯殘留量進行了測定。王貴珍[24]以單個多氯聯苯的適配體為識別元件,將適配體修飾于不同的納米材料上,構建不同的電化學和光電化學適配體傳感器實現對多氯聯苯(PCBs)單體PCB77和PCB72的測定。
與上述方法相比,免疫化學檢測法對藥物檢測具有快速、特異、靈敏、準確、可以批量監(jiān)測、樣品處理簡單、能實現自動化操作等優(yōu)點[25-26]。而免疫化學法檢測多氯聯苯的前提是具備抗多氯聯苯的抗體,本研究制備出一種多氯聯苯單克隆抗體,并應用于膠體金免疫層析試紙條,費用及檢測時限均能夠滿足基層實驗室的檢測需求,該產品已市場化,具有實際應用價值。
多氯聯苯PCB118、PCB52、PCB101、PCB28、PCB138、PCB153、PCB180等標準品(純度≥95%):北京標準物質研究中心。
GT-700膠體金分析儀:北京勤邦生物技術有限公司;HFJ-10均質器、MX-F渦旋儀:湖南湘立科學儀器有限公司;JA2003電子天平:上海力辰儀器科技有限公司。
1.3.1 多氯聯苯半抗原的制備
取多氯聯苯PCB118326mg,加N,N-二甲基甲酰胺20mL溶解,充分攪拌,加入氫氧化鉀0.56 g,加入50%乙醛酸水溶液0.51 mL,加熱至90 ℃,反應8 h,停止反應,加1 mol/L鹽酸,調節(jié)pH值至6,加水60 mL,加1,2-二氯乙烷100 mL萃取,靜置分層,分去水相,有機相水洗,干燥,蒸干,上硅膠柱,二氯甲烷/甲醇(10/1,V/V)洗脫分離,得到羧基多氯聯苯PCB118 0.24 g,回收率60%。氯聯苯半抗原合成途徑如下:
1.3.2 免疫原的制備
取羧基多氯聯苯15 mg,加二甲基甲酰胺1 mL溶解,加1-羥基苯并三唑11.4 mg,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺14 mg,室溫反應3 h,得到半抗原溶液A液;取牛血清白蛋白50 mg,加0.05 mol/L碳酸鹽緩沖液溶解,得到B液,將A液滴加到B液中,4 ℃反應12 h,0.02 mol/L磷酸鹽緩沖液透析純化3 d,每天換液3次,得到多氯聯苯-牛血清白蛋白偶聯物,即為免疫原,-20 ℃保存,備用。
1.3.3 包被原的制備
取羧基多氯聯苯9 mg,加二甲基亞砜1 mL溶解,加N-羥基琥珀酰亞胺7.9 mg,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺8.4 mg,室溫反應3 h,得到半抗原溶液A液;取卵清蛋白50 mg,后續(xù)步驟同1.3.2,得到包被原。
1.3.4 微孔試劑的制備
取0.01%氯金酸水溶液100 mL加熱至沸騰;一邊攪拌,一邊準確加入1%檸檬酸三鈉溶液1.5 mL;待氯金酸水溶液變?yōu)榫萍t色,繼續(xù)煮沸15 min,冷卻后,4 ℃避光保存。在磁力攪拌作用下,用0.2 mol/L Na2CO3溶液調節(jié)膠體金溶液的pH值至7.2,加入60 μg多氯聯苯單克隆抗體/mL膠體金溶液,混勻,靜置10 min,加入10%牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA),使其在膠體金溶液中的體積分數為1%,靜置10 min。離心、洗滌、重懸,4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
試紙條的檢測線T線包被有1.3.3制備的包被原,包被量為1.0 μg/cm2;質控線C線包被有羊抗鼠抗抗體,包被量為1.0 μg/cm2。
將100 μL多氯聯苯單克隆抗體-膠體金標記物加入微孔板中,置于冷凍干燥機,冷阱溫度為-50 ℃,預凍3 h,再真空干燥15 h,得到微孔試劑。
1.3.5 樣本前處理方法
用均質器均質飼料樣本;稱?。?.0±0.05)g均質后的飼料樣本至50 mL聚苯乙烯離心管中,加入25 mL體積分數50%甲醇,用振蕩器劇烈振蕩5 min,室溫條件下3 000×g離心5min;移取500μL上清液至2 mL聚苯乙烯離心管中,加入500 μL10%氯化鈉水溶液,用振蕩器振蕩1 min,混勻;待用。
1.3.6 檢測方法
向微孔中加入100 mL待測樣本,孵育3 min,吸取70 mL滴至試紙條上,反應10 min,判讀檢測結果,見圖1。
圖1 多氯聯苯膠體金試紙條結果判定示意圖Fig.1 Schematic diagram of polychlorinated biphenyl test strip result determination
1.3.7 試紙條檢測限的測定
在空白飼料樣本(豆粕、牛濃縮飼料、豬濃縮飼料、豬配合飼料、雞配合飼料、魚飼料、玉米胚芽餅)中分別添加多氯聯苯標準品,質量濃度為0、6 μg/L、8 μg/L、10 μg/L、12 μg/L、14 μg/L,按照1.3.6檢測三批試紙條,每個濃度重復5次,根據實驗結果確定樣本檢測限[25-26]。
1.3.8 試紙條特異性的測定
分別配制100 μg/L的PCB52、PCB101、PCB28、PCB138、PCB153、PCB180等藥物,用試紙條重復檢測3次,檢測試紙條的特異性。
1.3.9 試紙條準確性的測定
試紙條的準確性通常以假陽性率和假陰性率表示,假陽性率應小于5%,假陰性率應為0。用試紙條檢測樣品中是否殘留多氯聯苯,通過儀器確證的50份陰性飼料樣品(質量濃度<10 μg/kg)和50份陽性飼料樣品(質量濃度>10 μg/kg),計算假陽性率和假陰性率。
1.3.10 試紙條穩(wěn)定性的測定
用試紙條檢測20份陰性飼料樣品(質量濃度<10μg/kg)和20份陽性飼料樣品(質量濃度>10 μg/kg),上述樣品均經過儀器確證,試紙條于2~8 ℃冷藏保存,保存時間分別為1個月、2個月、3個月、4個月、5個月、6個月、7個月、8個月、9個月、10個月、11個月、12個月、13個月,每個樣品重復測定2次,判定試紙條的穩(wěn)定性。
分別配制多氯聯苯質量濃度為0、6μg/L、8μg/L、10μg/L、12 μg/L、14 μg/L的豆粕、牛濃縮飼料、豬濃縮飼料、豬配合飼料、雞配合飼料、魚飼料、玉米胚芽餅等飼料樣品,按照
1.3.6 步驟進行檢測,確定檢測限[25-26],試驗結果見表1。結果表明,當飼料樣品中多氯聯苯質量濃度為0、6 μg/L、8 μg/L時,試紙條顯示陰性,即未能檢測到樣品中含有多氯聯苯;當飼料樣品中多氯聯苯質量濃度≥10 μg/L時,試紙條顯示陽性,即能夠檢測到樣品中含有多氯聯苯,則該試紙條的檢測限定為10 μg/kg。
表1 多氯聯苯快速檢測試紙條的檢測限Table 1 Detection limit of the polychlorinated biphenyl test strip for rapid detection
該試紙條檢測100 μg/L 的PCB52、PCB101、PCB28、PCB138、PCB153、PCB180等藥物的特異性測定結果見表2。結果表明,檢測結果均呈陰性,即該試紙條與上述藥物無交叉反應,特異性較好。
表2 特異性測定結果Table 2 Result of specificity tests
用試紙條檢測50份陰性和50份陽性豆粕、牛濃縮飼料、豬濃縮飼料、豬配合飼料、雞配合飼料、魚飼料、玉米胚芽餅等飼料樣品,檢測結果見表3。結果表明,未出現假陽性和假陰性,即試紙條準確性較高。
表3 準確性測定結果Table 3 Result of accuracy tests
續(xù)表
針對豆粕、牛濃縮飼料、豬濃縮飼料、豬配合飼料、雞配合飼料、魚飼料、玉米胚芽餅等飼料樣本,試紙條進行了假陽性率和假陰性率的測試,結果見表4。
表4 穩(wěn)定性測定結果Table 4 Result of stability tests
結果表明,12個月內,穩(wěn)定性指標均符合要求,說明穩(wěn)定性能夠維持12個月。從第13個月起,試紙條會出現少量失效、假陽性等現象,即超過12個月,試紙條質量已不穩(wěn)定。
本研究制備出多氯聯苯半抗原,使之與牛血清白蛋白/卵清蛋白偶聯,分別得到多氯聯苯免疫原和多氯聯苯包被原,從而制備出多氯聯苯膠體金免疫層析試紙條。測定了多氯聯苯膠體金試紙條的產品檢測限,并對其特異性、準確性和穩(wěn)定性等指標進行了測試,均符合《農殘辦技術材料要求及審查程序》要求。另外,多氯聯苯膠體金試紙條的檢測限為10 μg/kg,檢測時間僅為15 min,靈敏度高且用時短,即具有免疫快速檢測產品的特點。