全 文 :第32卷第2期
2014年4月
上 海 交 通 大 学 学 报 (农 业 科 学 版)
JOURNAL OF SHANGHAI JIAOTONG UNIVERSITY(AGRICULTURAL SCIENCE)
Vol.32No.2
Apr.2014
文章编号:1671-9964(2014)02-0010-05 DOI:10.3969/J.ISSN.1671-9964.2014.02.003
收稿日期:2013-03-12
基金项目:国家高新技术研究发展计划(863计划)(2007AA092001-15);海洋赤潮灾害立体监测技术与应用国家海洋局重点实验室开放研
究基金(MATHAB20120101)
作者简介:刘淑娟(1989-),女,硕士生,研究方向:赤潮藻毒素的快速检测方法,E-mail:xiaosanl3@126.com;
赵晓祥(1961-)为本文通讯作者,男,博士,研究员,研究方向:有机污染物的分析、监测和生态毒理,E-mail:zxx@dhu.edu.cn
软骨藻酸快速检测方法技术研究
刘淑娟1,赵晓祥1,王 茜2,刘元媛2,高利利2,程金平2
(1.东华大学 环境科学与工程学院,上海201620;2.上海交通大学 环境科学与工程学院,上海200240)
摘 要:为比较研究海产品中软骨藻酸日常分析的快速检测技术,筛选出适合不同检测目的的检测
技术。本文通过对直接ELISA法、间接ELISA法、胶体金免疫层析法和高效液相色谱法的检测时间、
检出限、保质期等进行研究,并对贝类样品中软骨藻酸含量进行测定。结果表明,间接ELISA法的检
出限为18ng/L,检测时间为2.5h,在4℃条件下可保存7d;直接ELISA法的检出限为3.58ng/L,
检测时间为1.5h,在4℃条件下可保存7d;免疫胶体金试纸条检出限为20ng/L,检测时间15min,
在4℃条件下可保存6个月;高效液相色谱法(HPLC)检出限为0.25ng/L,检测时间为6min。从而
可以推断这4种检测技术均能达到各国水产品条例软骨藻酸20μg/g限值的要求,而高效液相色谱
法检出限最低,免疫胶体金试纸条具有更短的检测时间和较强的稳定性。
关键词:酶联免疫吸附法;胶体金免疫层析法;快速检测;软骨藻酸
中图分类号:R996.4 文献标识码:A
Research on Rapid Determination Method for Domoic Acid
LIU Shu-juan1,ZHAO Xiao-xiang1,WANG Qian2,LIU Yuan-yuan2,
GAO Li-li2,CHENG Jin-ping 2
(1.Colege of Environmental Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China;
2.School of Environmental Science and Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China)
Abstract:In order to compare the difference of fast detection techniques for seafood DA,and screen the
detection technique for different testing purposes,the detection time,detection limit,quality guarantee of
the methods of direct ELISA,indirect ELISA,coloidal gold immune-chromatography for detecting shelfish
samples DA were investigated.The results showed that detection limit,detection time and shelf life of
different methods were as folows:indirect ELISA with 18ng/L,2.5h,7days at 4℃,direct ELISA with
3.58ng/L,1.5h,7days at 4℃,coloidal gold immune-chromatographic test strip with 20ng/L,15min,
6months at 4℃,and HPLC with a 0.25ng/L and 6min,respectively.It can be concluded that this four
detection technology can reach the 20μg/g of DA limit requirement of the world aquatic product
regulation.The detection limit of HPLC is lowest,and the coloidal gold immune-chromatographic test strip
has shorter detection time and stronger stability.
Key words:enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA);coloidal gold immunochromatographic;rapid
detection;domoic acid
第2期 刘淑娟,等:软骨藻酸快速检测方法技术研究
随着工业化、城市化快速推进和污水排放等使
大量氮磷流入海洋,使海洋生态系统富营养化[1],富
营养化会使海洋水体中某些微小的浮游植物、原生
动物或细菌在一定的环境条件下突发性增殖和聚
集,引发赤潮。赤潮生物体内含有某种毒素或能分
泌出毒素。软骨藻酸(Domic acid,DA)是赤潮毒素
的一种,由海洋硅藻产生兴奋性神经毒素氨基酸,它
可在贝类中富集,因最早从红藻属的树枝软骨藻
(Chondria armata)中分离出来并确定其结构,被命
名为软骨藻酸[2],人类和海洋哺乳动物误食含有
DA的鱼虾贝类后会引起中毒,主要表现在干扰中
枢神经系统,发生暂时性失去记忆甚至死亡[3-5]。欧
盟和美国已对其在海产品中的含量制定出安全标准
为20mg/kg[6]。
传统的检测软骨藻酸的方法较多,有小白鼠生
物检测法[7]、毛细管电泳检测法[8]、高效液相色谱
(HPLC)检测法[9]、生物传感器法[10]、酶联免疫分析
法 (ELISA:enzyme linked immunosorbent
assay)[11-12]和胶体金免疫层析法[13]等。近年来在
免疫学的基础上得到快速发展的酶联免疫分析法和
胶体金免疫层析法,以其特异性高、灵敏度高、操作
简便、检测迅速和分析成本低的优点被广泛应用于
环境中污染物的分析[14-15]。
本研究选择了具有操作简便、检测迅速和分析
成本低等优点的直接竞争 ELISA 法、间接竞争
ELISA法、胶体金免疫层析法3种检测方法对软骨
藻酸进行检测并加以比较分析,找出它们之间的相
关性和异同点,找到了适合不同目的的现场大规模
记忆缺失性贝毒监测快速分析方法,大大缩短了检
测时间和降低了检测成本。
1 材料与方法
1.1 试剂与仪器
效价为1∶64 000的软骨藻酸单克隆抗体和包
被抗原(软骨藻酸-牛血清白蛋白、DA-BSA),抗软
骨藻酸多克隆抗体(效价为800)为本实验室自制,
辣根过氧化酶标记的羊抗鼠购自上海生工,常用化
学试剂购自中国国药集团(分析纯),其他实验所用
仪器与试剂与本课题组刘元媛[16]的研究相同。
1.2 实验方法
1.2.1 快速检测方法
(1)间接竞争ELISA法:96孔酶标板包被100
μL浓度为1∶6 400的抗原缓冲液,4℃过夜,吸出孔
内液体,洗涤拍干,封闭。每孔加1∶800的一抗50
μL,将DA用乙腈-水溶液配成不同系列浓度,每孔
加入50μL,每块板同时设空白对照,温育。加1∶3
000羊抗鼠酶标二抗100μL,温育,洗涤拍干。加底
物溶液显色,终止,测定吸光度值(OD值),实际值
为OD450~OD630。贝类检测时为将DA溶液换为贝
类样品溶液,步骤同上。
(2)直接竞争ELISA 法:96孔酶标板每孔加
100μL稀释1∶200倍抗体稀释液,加入1列生理盐
水、阴性血清做作空白、阴性对照,4℃过夜。吸出
孔内液体,洗涤拍干,封闭。加入1∶400的软骨藻
酸-辣根过氧化物酶(DA-HRP)50μL,将DA用磷
酸缓冲液配成不同系列溶液,每孔加入50μL,温
育,洗涤拍干,加底物溶液显色,终止,测定 OD值,
实际值为OD450~OD630。贝类检测时为将DA溶液
换为贝类样品溶液,步骤同上。
(3)胶体金免疫层析法:选择20nm胶体金颗
粒标记软骨藻酸单克隆抗体,采用SB08玻璃纤维
素膜作为样品垫,SB06玻璃纤维素膜涂布4×稀释
度的金标抗体构成胶体金结合垫,Milipore180硝
酸纤维素膜(NC膜)作为层析膜,羊抗鼠IgG和包
被抗原DA-BSA喷涂在NC膜上,分别作为质控线
和检测线,SX18吸水纸作为吸收垫,将以上各部分
首尾相连,粘贴在聚氯乙烯底板上,制备出胶体金免
疫层析试纸条。将DA用磷酸缓冲液稀释至不同浓
度,用试纸条检测,根据实验结果判断试纸条的检测
灵敏度。
(4)高效液相色谱法测定:用磷酸缓冲液将DA
储存液稀释至不同浓度,并设磷酸盐缓冲液(PBS)
空白对照,测定。测定方法与本课题组王茜[17]的研
究相同。贝类检测时为将DA溶液换为贝类样品溶
液,步骤同上。
1.2.2 样品加标回收率
在贝类样品中分别添加不同浓度的DA溶液,
按照1.2.1节的建立的方法测定,计算加标回收率。
并按以下公式计算加标回收率:
回收率=实测浓度/加标浓度×100%
1.2.3 实际样品分析
贝类样品的处理与分析与本课题组王茜[17]的
研究相同。
2 结果与分析
2.1 酶联免疫方法标准曲线
11
上 海 交 通 大 学 学 报 (农 业 科 学 版) 第32卷
2.1.1 间接竞争ELISA法标准曲线
将DA标准液做梯度稀释,浓度分别为10、25、
50、100、250、500、1 000、10 000ng/mL,测定。以
DA标准系列浓度的对数作为横坐标、以抑制率
(A标/A0×100%)为纵坐标,作图,结果如图1。得
曲线方程如下:Y=-15.581 X+108.84,R2 =
0.989 7。建立的间接竞争ELISA法在10~10 000
ng/mL有良好的线性,其半数抑制浓度IC50为6.94
μg/mL。以抑制率为90%时的浓度作为最低检测
限,可得最低检测限约为17.93ng/mL。
2.1.2 直接竞争ELISA法标准曲线
将DA标准液做梯度稀释,浓度分别为1、10、
50、250、500、1 000ng/mL,测定。以DA浓度的对
数为横坐标,以抑制率B/B0为纵坐标,作图,结果如
图2。得曲线方程为y=-15.582x +98.355,R2
=0.983 7,建立的直接竞争LISA法在1~1 000
ng/mL有良好的线性,根据标准曲线求得半数抑制
率IC50为1.32μg/mL。以抑制率为90%时的浓度
作为最低检出限,约为3.58ng/mL。
图1 间接竞争ELISA法测定的标准曲线
Fig.1 The Standard curve of cd-ELISA
图2 直接竞争ELISA法测定的标准曲线
Fig.2 The standard curve of ic-ELISA
2.2 HPLC法标准曲线
高效液相色谱检测法具有灵敏度高、检测限低
等优点,是一种国标检测法。将DA储备液稀释为
1 000、500、250、100、50、25、10ng/mL浓度梯度,
测定,以DA标准系列浓度为横坐标,以峰面积为纵
坐标做线性拟合,结果如图3。得曲线方程如下y=
36.67x-414.62,R2=0.999 0。
图3 HPLC法标准曲线图
Fig.3 The standard curve of HPLC
2.3 免疫胶体金试纸条判断标准
将5、10、15、20、40、80、100、1 000ng/mL 8个
浓度梯度的DA标准液滴加到样品垫上,并设PBS
空白对照。用免疫层析试纸条检测,15min后通过
肉眼观察检测线。DA浓度为0ng/mL时,检测线
出现红色条带,随着DA标准品浓度的增加,检测线
的颜色逐渐减弱,当DA标准品浓度增至20ng/mL
时,检测线无红色条带,当DA标准品浓度继续增至
1 000ng/mL时,检测线都无红色条带,而质控线均
出现红色条带。由此判断,该试纸条检测软骨藻酸
的检测灵敏度为20ng/mL,检测时间15min。
图4为试纸条检测结果判定,从左到右试纸条
检测结果依次为无效(检测线和控制线均不显色)、
阳性(检测线不显色,控制线显色)、阴性(检测线和
控制线均显色)。
图4 试纸条检测结果判定
Fig.4 The assessment of Test Strip
2.4 比较
比较4种方法在贝类中加标回收率、检出限和
保质期等方面的测试,结果如表1所示。
21
第2期 刘淑娟,等:软骨藻酸快速检测方法技术研究
表1 4种检测方法的比较
Tab.1 The comparison of the four methods
检测方法
Methods
间接竞争
ELISA法
直接竞争
ELISA法 HPLC
免疫胶体
金试纸条法
加标浓度/
(ng·mL-1)
Spiked
Concentration
加标回收率/%
Recovery
判断结果
Results
10 63 109.80 73 无法确定
50 55 113.50 77 阳性(含有)
1 000 67 119.20 85 阳性(含有)
检出限/
(ng·L-1)
Detect limit
18 3.58 0.25 20
检测时间
Detect time
2.5h 1.5h 6min 15min
成本Cost 较低 较高 高 较低
保质期
Shelf time
4℃,7d 4℃,7d 4℃,6个月
可以看出,酶联免疫法和 HPLC法在加标回收
率上有一定的差别,HPLC回收率在70%~85%,
回收率较低可能是由固相萃取损失了一部分DA和
DA同分异构体的存在造成的。直接竞争 ELISA
方法的加标回收率偏高,具有检测时间较短。间接
ELISA法回收率较低,可能是由于标线和样品的基
质上的差异造成。加标回收率实验结果的不同可能
也与实验者操作、前处理过程的损失、以及使用的抗
原抗体有关。
免疫胶体金试纸条不需要任何仪器和设备,操
作简便,只需要制备好测试条,更由于胶体金本身具
有颜色,比ELISA省去了加显示剂和终止液的步
骤,降低了实验成本,亦可将样品测定缩短到15
min,更适合现场应用。
虽然建立的3种快速检测方法均能满足国际规
定限值,但与国外同一毒素检测方法相比,仍有一定
的差距。如1999年Kawatsu等人[18]采用单克隆抗
体制备技术,建立检测DA的间接竞争ELISA法,
检测限低至0.15~10ng/mL。因此继续研究制备
具有我国自主产权的高度灵敏度检测方法成为
必要。
3 结论
本研究采用间接ELISA检测法、直接ELISA
检测法、胶体金免疫层析法3种快速检测法对软骨
藻酸进行检测,并与传统检测方法高效液相色谱法
进行比较,得到以下结论:
(1)间接ELISA法的检出限为18ng/L,检测
时间为2.5h,在4℃条件下可保存7d,其二抗具有
信号放大的作用,因此反应更加灵敏,线性检测范围
较宽。直接ELISA法的检出限为3.58ng/L,检测
时间为1.5h,在4℃条件下可保存7d。
(2)免疫胶体金试纸条检出限为20ng/L,检测
时间15min,在4℃条件下可保存6个月,操作简
便,更适合现场定性检测。
(3)高效液相色谱检测法具有灵敏度高、检测
限低的优点,但因其仪器昂贵、对分析人员的要求
高、前处理繁琐等,不适用于基层检测单位对大量样
品的分析。
总之,3种免疫学方法都可以满足国际规定的
20μg/g贝类组织的安全限值。根据不同的检测目
的,可以选用不同的检测方法,免疫胶体金试纸条更
适合大批量的定性检测软骨藻酸,酶联免疫法可以
更好的对软骨藻酸进行定量判断。
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