□ 王兆芹 北京勤邦科技股份有限公司
硫丹是一種人工合成的有機(jī)氯化合物,廣泛用作農(nóng)藥殺蟲劑。由于該藥物具有殺蟲范圍廣、價(jià)格低廉、對(duì)蜜蜂低毒等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛應(yīng)用于防治棉花、果樹、大豆、蔬菜、茶及煙草等各種農(nóng)作物中的害蟲。我國(guó)于20世紀(jì)90年代開始生產(chǎn)硫丹,到2011年,登記使用的硫丹產(chǎn)品有47種,涉及藥企43家,稱為該藥物的第二大生產(chǎn)國(guó)。該藥物有效期長(zhǎng),但具有生物富集作用,對(duì)魚類、貝類等有較大危害性,對(duì)哺乳動(dòng)物具有累積毒性,已有大量文獻(xiàn)報(bào)道在蔬菜、水果等農(nóng)作物中檢測(cè)到硫丹殘留。
目前,全球有70多個(gè)國(guó)家禁止生產(chǎn)和使用硫丹。根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部等五部委聯(lián)合發(fā)布的1586號(hào)公告,撤銷硫丹在蘋果樹和茶樹中的登記。這就意味著硫丹不得繼續(xù)在已撤銷的作物中使用,并將逐步淘汰硫丹的生產(chǎn)和使用。
國(guó)內(nèi)外對(duì)于硫丹的研究方法多采用固相萃取與氣相色譜法檢測(cè)。與這兩種方法相比,免疫化學(xué)檢測(cè)法對(duì)藥物檢測(cè)具有快速、特異、靈敏、準(zhǔn)確、可批量檢測(cè)、樣品處理簡(jiǎn)單、能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作等優(yōu)點(diǎn)。而免疫化學(xué)法檢測(cè)硫丹的前提是需要具備針對(duì)硫丹的抗體,本文研究了硫丹人工抗原制備方法,并將其應(yīng)用于酶聯(lián)免疫試劑盒中,能夠檢測(cè)蔬菜、水果中的硫丹殘留量,且具有用時(shí)短、操作簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)點(diǎn),適用于基層單位大批量檢測(cè)樣品。
圖1 硫丹半抗原合成
硫丹標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥95%):北京標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心;牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)(分析純)、卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)(分析純):美國(guó)Sigma公司;蔬菜、水果:超市。
MK3酶標(biāo)儀(最大量程為4.0):購(gòu)自上海雷勃分析儀器有限公司;MX-F渦旋儀:湖南湘立科學(xué)儀器有限公司;HFJ-10均質(zhì)器:湖南湘立科學(xué)儀器有限公司;JA2003電子天平:上海力辰儀器科技有限公司。
1.2.1 制備半抗原
取硫丹醇3.6 g,加1,4-二氧六環(huán)100 mL溶解,充分?jǐn)嚢?,后加入分子篩3.0 g,加琥珀半醛1.02 g,充分?jǐn)嚢瑁ㄈ臌}酸氣,避光室溫?cái)嚢? h;停止反應(yīng),加入0.5 mol/L NaOH溶液,200 mL充分震蕩,加乙酸乙酯200 mL,充分震蕩,靜置,分去水相,有機(jī)相加水80 mL洗滌,震蕩后靜置,分去水相,有機(jī)相無(wú)水硫酸鈉干燥蒸干,上硅膠柱,二氯甲烷/甲醇(v/v,10/1)洗脫純化,得到琥珀縮醛硫丹半抗原產(chǎn)物2.1 g,收率45.75%。
1.2.2 制備免疫原
取琥珀縮醛硫丹16 mg,加DMF 1 mL溶解,加NHS 18.7 mg,DDC 33 mg,室溫反應(yīng)3 h,得到半抗原溶液A液;取牛血清白蛋白(BSA)50 mg,加0.05 M PB緩沖液溶解,得到B液,將A液滴加到B液中,4℃反應(yīng)12 h,0.02 M PBS透析純化3天,每天換液3次,得到硫丹-BSA偶聯(lián)物,即為免疫原,-20℃保存,備用。
1.2.3 制備包被原
取琥珀縮醛硫丹10 mg,加DMSO 1 mL溶解,加NHS 6.7 mg,EDC 16 mg,室溫反應(yīng)3 h,得到半抗原溶液A液;取卵血清白蛋白(OVA)50 mg,加0.05M PB緩沖液溶解,得到B液,將A液滴加到B液中,4 ℃反應(yīng)12 h,0.02 M PBS透析純化3天,每天換液3次,得到硫丹-OVA偶聯(lián)物,即為包被原,-20 ℃保存,備用。
將“1.2”得到的免疫原注入Balb/c小鼠體內(nèi),產(chǎn)生抗血清,脾細(xì)胞與SP2/0骨髓瘤細(xì)胞融合、克隆,得到雜交瘤細(xì)胞株,純化后得到硫丹單克隆抗體,進(jìn)而免疫無(wú)病原體羊,得到羊抗鼠抗抗體,將其與辣根過(guò)氧化物酶(HRP)偶聯(lián),最終得到酶標(biāo)記抗抗體。
1.4.1 計(jì)算檢測(cè)限
分別檢測(cè)20份黃瓜、蘋果空白樣本,利用空白樣本濃度的平均值加上3倍標(biāo)準(zhǔn)差,計(jì)算檢測(cè)限(LOD),即檢測(cè)方法可檢測(cè)出的最低被測(cè)物濃度。
1.4.2 精密度和準(zhǔn)確度
分別對(duì)黃瓜、蘋果樣本添加硫丹,使黃瓜濃度達(dá)到50 μg/kg、100 μg/kg和200 μg/kg,使蘋果濃度達(dá)到100 μg/kg、200 μg/kg和400 μg/kg,測(cè)定添加回收率,以此評(píng)價(jià)該試劑盒的準(zhǔn)確度。同時(shí),每個(gè)樣本做4個(gè)平行,按照上述“1.4”制備3批酶標(biāo)板,計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%),以此評(píng)價(jià)該試劑盒的精密度。
1.4.3 測(cè)定穩(wěn)定性
通過(guò)測(cè)定試劑盒的保存條件,評(píng)價(jià)該試劑盒的穩(wěn)定性。將試劑盒保存于4℃,每個(gè)月測(cè)定一次最大吸光度值(0 μg/L)、IC50以及黃瓜、蘋果樣本的回收率,連續(xù)測(cè)定12個(gè)月。
1.4.4 測(cè)定抗體特異性
滴滴涕、水胺硫磷與硫丹同屬于有機(jī)氯農(nóng)藥,結(jié)構(gòu)類似,測(cè)定上述藥物的IC50,根據(jù)下式計(jì)算該試劑盒對(duì)于滴滴涕、水胺硫磷的交叉反應(yīng)率:
本研究對(duì)黃瓜樣本的檢測(cè)限為41.4 μg/kg,對(duì)蘋果樣本的檢測(cè)限為85.1 μg/kg,見表1和表2。
表1 黃瓜的檢測(cè)限測(cè)定(μg/kg)
表2 蘋果的檢測(cè)限測(cè)定(μg/kg)
按50 μg/kg、100 μg/kg兩個(gè)濃度的硫丹對(duì)蔬菜樣品進(jìn)行添加回收測(cè)定,按100 μg/kg、200 μg/kg兩個(gè)濃度的硫丹對(duì)水果樣品進(jìn)行添加回收測(cè)定,平均回收率分別為81.2%~92.3%,74.8%~87.9%;批內(nèi)、批間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于15%。
將試劑盒保存在4℃,測(cè)定的試劑盒的最大吸光度值(0μg/L)范圍是1.55~1.83,50%抑制濃度范圍是4.5~7.5 μg/L,硫丹添加回收率范圍是71.8%~96.6%,由此可見,各指標(biāo)均在正常范圍之內(nèi)。從測(cè)定結(jié)果可知,該試劑盒在4℃至少能夠保存12個(gè)月。
硫丹抗體與滴滴涕、水胺硫磷的交叉反應(yīng)率見表3。由表3可知,硫丹抗體與滴滴涕、水胺硫磷的交叉反應(yīng)率小于1%。
表3 交叉反應(yīng)率試驗(yàn)
圖2 勤邦制備的硫丹殘留酶聯(lián)免疫試劑盒
本研究制備了抗硫丹單克隆抗體,并研發(fā)出相應(yīng)的ELISA試劑盒,本試劑盒對(duì)黃瓜的檢測(cè)限為41.4 μg/kg,對(duì)蘋果樣本的檢測(cè)限為85.1 μg/kg;回收率分別為81.2%~92.3%,74.8%~87.9%;批內(nèi)、批間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于15%。硫丹單克隆抗體的特異性較好,與滴滴涕、水胺硫磷的交叉反應(yīng)率小于1%。ELISA試劑盒能夠在4℃下保存12個(gè)月,主要指標(biāo)在正常范圍內(nèi),可見穩(wěn)定性較好。勤邦制備的硫丹殘留酶聯(lián)免疫試劑盒已投入市場(chǎng),目前來(lái)看產(chǎn)品性能穩(wěn)定,能夠達(dá)到客戶要求,為基層單位大批量地檢測(cè)樣品中是否殘留農(nóng)藥硫丹提供了便捷的快速檢測(cè)方法。