ELISA 技术在畜产品质量安全检测中的应用
2021-12-03高丽娜李艳韩现芹张浩
高丽娜 李艳 韩现芹 张浩
(天津市农业生态环境监测与农产品质量检测中心 300110)
改革开放以来,人民的物质生活水平不断提升,消费者对畜产品质量安全问题的重视程度越来越高,这需要采用更加先进、准确的技术对畜产品中的有毒有害物质进行检测,从而确保畜产品的安全。ELISA 技术的特异性和敏感性都比较高,对可溶性抗原抗体系统的检测较为可靠,也不会产生过度的污染,对工作人员、环境都比较安全,且ELISA 技术是通过抗体分子(酶分子)共价结合的方式实现安全检测,这种结合方式对酶的生物学活性也不会受到干扰。相较于其他费时、费力、费用昂贵的检测方法,ELISA 技术更具有推广价值。
1 ELISA 技术原理
ELISA 技术是以免疫学反应为基础,将抗原抗体的特异性反应与酶对底物的高效催化作用相结合的一种具有高特异性、高敏感度的实验技术[1]。具体步骤是将基质中抗原、抗体结合在固相载体的表面,使其保留免疫活性,再加入抗原、抗体与酶结合形成偶联化合物,该偶联化合物不仅有酶的活性特异性,也有与载体表面的抗原、抗体特异性结合的活性,最后加入对应酶的底物,从而出现颜色反应,用分光光度计判定底物的显色结果,进行检测结果的判断。常见的ELISA 类型有7种,分别是双抗体夹心测抗原、双抗原夹心测抗体、间接法测抗体、竞争法测抗体、竞争法测抗原、捕获包被法测抗体以及亲和素-生物素系统-ELISA,其中传染病的检测主要应用间接法测抗体,其优点是只需要更换包被抗原就能够利用同一酶标抗体建立检测相对应的抗体。当抗原材料中的干扰物质不容易被除去或不容易得到足够纯度的抗原时,可以使用竞争法测抗体。捕获包被法测抗体能够用于病毒性感染的早期诊断。
2 ELISA 技术在畜产品质量安全检测中的应用
2.1 畜产品药物残留的检测
畜产品的安全检测中药物残留是十分重要的组成部分,在畜禽养殖的过程中,为了能够更好的减少畜禽疾病的发生,通常会在饲料内加入一些药品,也有部分养殖场在畜禽发生疾病后不能严格按照说明书进行用药,这都导致了畜禽体内产生积累、代谢不完全的药物。如果残留的药物超过了安全标准或畜禽在屠宰加工前使用了违禁药品,畜产品会对消费者的健康安全带来较大的威胁。采用ELISA 技术能够全面的进行畜产品中的药物残留监测,准确的判定畜禽体内的药物残留情况,在使用ELISA 技术进行检测的过程中,能够做到多个样品同时检测,且检测过程中仅使用少量的甲醇、乙腈等有机溶剂,而这部分有机溶剂的使用几乎对畜禽无任何影响,这在保证了检测准确性的同时提高了安全性[2]。
目前,畜产品的药物残留主要包括激素类药物、抗生素、呋喃类药物、磺胺类药物、转基因类药物、喹诺酮类药物等,在畜产品抗生素残留的检测中,ELISA 法的样品前处理最为简便,分析时间短,敏感度高,相较于高效液相色谱、气相色谱、气质联用等方法来讲更适合做日常大量样品的筛选工作,例如,ELISA 技术检测猪肉、乳汁中的磺胺类药品残留时,检出限可达到2.0μg/kg,检测氯霉素的检出限可达100ng/kg,检测氯丙嗪时的检出限为12.07μg/L[3]。激素类药物如己烯雌酚能够提高畜禽的平均日增重和饲料报酬率,对于人来讲己烯雌酚不仅能够引起人的癌症,还会造成生理功能的紊乱,影响儿童的生长发育,故世界卫生组织禁止使用己烯雌酚,欧盟对己烯雌酚的限量值为2μg/kg,ELISA 技术在检测己烯雌酚时的检出限为187.5ng/kg,远高于限量值。
2.2 畜产品生物毒素的检测
生物毒素主要是在畜禽通过食物链等原因造成的机体内生物活性物质的残留,这部分生物活性物质不仅对畜禽本身有一定的损害,对人类也有极大的威胁。畜产品内常见的生物毒素包括藻类毒素和真菌毒素。藻类毒素主要包括腹泻性贝毒、麻痹贝毒、神经性贝毒、西加鱼毒素以及遗忘症贝毒等[4]。黄曲霉毒素作为真菌毒素的一种,是生物毒素中危害较为严重、分布较为广泛的毒素,长期使用含有黄曲霉毒素的畜产品会导致人体受到严重的损害,癌症的发病率大大增加。ELISA 技术在检测黄曲霉毒素时的检出限为0.01μg/kg,检测时间约为2h,检测腹泻性贝毒时的检出限为20ng/kg,与其他检测方法相比较有更高的敏感度和更短的检测时间。
2.3 畜产品微生物的检测
微生物的导致食源性疾病、影响畜产品安全的重要因素,畜产品微生物的检验主要包括菌落总数、大肠菌群、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌等致病菌,常用的微生物检测方法是进行微生物分离培养,而后利用生化试验、血清学试验来进行诊断,这种方法不仅需要操作人员具备一定的专业素质,检测周期也比较长,多为6~7d,而ELISA 法在检测微生物是检测时间通常为2~3d,大大节约了检测的时间。目前,鱼类养殖过程中,由于水源、环境的污染严重,水产品中的沙门氏菌含量较高,因此需要对水产进行微生物的检测。此外,还有部分病菌如大肠杆菌在一定条件下会表现出无法培养的状态,利用传统的检测方法很难检测[5],ELISA 技术能够很好的解决这一问题。
2.4 畜产品农药和转基因类产品的检测
畜禽在养殖过程中需要饲料来提供其生长发育所需的营养物质,而饲料的原材料多为作物,作物在中指的过程中需要使用一定的肥料、农药来保证作物的正常生长,但当肥料和农药过度使用时会导致作物中农药残留过高,制成饲料后被畜禽食入,这些物质无法通过代谢全部排出体外,从而通过食物链进入人体,食入含有农药残留的畜产品后会出现恶心、发烧甚至昏迷的症状,严重危害人们的身体健康。近几年,研究人员将性状良好的外源基因引入植物、动物或微生物形成转基因生物,转基因生物的遗传物质已经发生变化,而这种变化目前尚不明确,可能会给人体带来一些不可预知的伤害,为控制和避免这类伤害,应当对畜产品中的农药、转基因类产品进行检测。ELISA 法能够很好的与高效液相色谱、薄层层析法连用,缩小定位范围,有效的检测出农药、转基因产品的残留类别及含量,为畜产品质量安全保驾护航。
3 小结
目前,ELISA 技术凭借其操作简单、敏感度高、特异性高、安全性高、成本低廉、设备简单的特点广泛应用于畜产品的兽药残留、生物毒素、微生物、农药残留以及转基因类产品的检测中,能够很好的进行大批量样品的快速分析,降低了检测成本,提高了检测效率,已经称为了畜产品质量安全检测中不可或缺的一种方法。下一步应当继续改进样品的纯化步骤,提高回收率和敏感度,从而使ELISA 法有更广阔的应用前景。