论文部分内容阅读
食品中农药残留超标问题的频繁发生,严重威胁了人们健康。随着食品安全监管范围的不断扩大,传统的仪器检测方法很难满足海量样本检测需求,亟需研发高效、便携、廉价的检测方法,为基层食品安全监测提供有效工具。因此,本研究以农产品中检出频次高的九种农药(三唑酮、三唑醇、腈菌唑、嘧菌酯、醚菌酯、三氯杀螨醇、毒死蜱、吡唑醚菌酯和高效氯氟氰菊酯)为研究对象,合成人工抗原,研发单克隆抗体,建立胶体金免疫层析检测方法,并成功应用于番茄、黄瓜、芹菜和小麦中上述农药残留的现场快速检测。1、农药结构简单、分子量低无法引起免疫应答,针对靶标农药的结构特征,分别从农药母核结构以及合成中间体着手,进行化学改造,研制高选择性人工抗原。(1)从母核结构出发,设计合成了三唑酮、三唑醇、腈菌唑、嘧菌酯、醚菌酯、三氯杀螨醇和毒死蜱的半抗原。利用三唑醇的羟基与氯乙酸钠发生取代反应,腈菌唑中的氰基与二碳酸二叔丁酯反应,嘧菌酯分子结构中的酯基进行酸水解,醚菌酯结构类似物中羰基与羧甲基羟胺半盐酸盐发生肟化反应,三氯杀螨醇的羟基与3-溴丙腈的取代反应,三氯杀螨醇类似物中羰基与羧甲基羟胺半盐酸盐发生肟化反应,毒死蜱C3位的氯原子与3-巯基丙酸进行巯基取代反应等进行结构改造,引入带连接臂的活性基团羧基。(2)从农药合成中间体出发,设计合成了吡唑醚菌酯和高效氯氟氰菊酯的半抗原。以吡唑醚菌酯中间体1-(4-氯苯基)-1H-吡唑-3-醇为原料,通过羟基活化,与2-硝基苄溴化合,引入带酯基的连接臂,经酸水解转化为羧基,合成了吡唑醚菌酯半抗原;以高效氯氟氰菊酯中间体3-(3-羟基苯基)丙酸为原料,引入苯甲醇保护羧基,与三甲基氰硅烷加成生成氰醇,再与三氟氯菊酸脱水缩合制备半抗原。(3)制备人工完全抗原。将上述半抗原活性羧基基团通过碳二亚胺法活化,与载体蛋白钥孔血蓝蛋白(KLH)、牛血清白蛋白(BSA)、鸡卵白蛋白(OVA)的游离氨基偶联制备免疫原和包被原。通过紫外-可见光分光光度法和变性电泳表征偶联产物,其紫外光谱中含有半抗原和蛋白的特征吸收峰或相对于载体蛋白出现光谱峰红移或蓝移,或其电泳条带相对于载体蛋白滞后,证明完全抗原合成成功。2、单克隆抗体的制备。将合成的免疫原免疫小鼠,多次免疫后,选择效价高、对靶标农药抑制率高的小鼠进行细胞融合。利用有限稀释法筛选杂交瘤细胞,经过多次克隆,得到分泌特异性抗体的杂交瘤细胞株:4A11(三唑酮和三唑醇)、4B1(腈菌唑)、4B7(嘧菌酯)、6B1(醚菌酯)、4H9(三氯杀螨醇)、3G9(毒死蜱)、3B1(吡唑醚菌酯)和1E7(高效氯氟氰菊酯),单克隆抗体的半数抑制率(IC50)为0.029~9.98 ng/m L,抗体亲和力常数KD都在10~7~1012L/mol之间,具有高亲和力。抗体4A11的亚型为Ig G1和Ig G2a,抗体3G9的亚型为Ig G1,其余抗体亚型均为Ig G2b。交叉反应实验表明,抗体4A11对三唑酮和三唑醇的交叉反应率分别为100%和50%;其它均为高特异性抗体,交叉反应<1%。3、胶体金试纸条检测方法开发(1)单检测试纸条优化胶体金标记抗体p H和抗体浓度,制备了试纸条,并应用于番茄、黄瓜、芹菜和小麦的检测。番茄样本用甲醇/水(v/v=1/4)溶液提取后调p H至中性用于检测,黄瓜和芹菜用甲醇/水(v/v=1/4)溶液提取后直接用于检测,小麦粉碎过40目筛网,再以甲醇/水(v/v=2/3)溶液提取,离心取上清以0.01 M PBS(p H7.4,含1%ON-870、1%PEG)稀释两倍后检测。番茄中9种农药的肉眼可视检测限(v LOD)在1~20 ng/g;黄瓜中的v LOD为1~10 ng/g;小麦中的v LOD为5~100 ng/g;芹菜中三氯杀螨醇、毒死蜱和高效氯氟氰菊酯的v LOD分别为:10、20和5 ng/g;均满足国家食品安全限量标准要求。经确证,在实际样本的检测中,胶体金试纸条检测方法与LC-MS/MS方法检测结果一致,表明所开发的试纸条检测方法准确可行,能够满足实际检测需求。(2)多重检测试纸条为提高现场检测能力,在试纸条检测区设置3条检测线,提高检测通量。优化吡唑醚菌酯、醚菌酯和腈菌唑的胶体金标记抗体p H、抗体浓度以及金标抗体稀释液,在最优条件下,试纸条对应吡唑醚菌酯、醚菌酯和腈菌唑的v LOD值分别为:10、10和50 ng/g。借助胶体金读数仪,可对小麦中3种农药进行定量分析,线性范围分别是5.6~116.5 ng/g,4.2~74.4 ng/g和23.4~383.3 ng/g,总检测时间不到10分钟,为食品安全现场检测提供了有力手段。