間接競爭化學發光酶聯免疫分析法檢測番茄醬和果汁中異細交鏈孢菌酮酸

朱 帆，李煥婷，王 弘，楊金易，徐振林，雷紅濤，肖治理，孫遠明，沈玉棟

（華南農業大學食品學院，廣東省食品質量安全重點實驗室，廣東 廣州 510642）

間接競爭化學發光酶聯免疫分析法檢測番茄醬和果汁中異細交鏈孢菌酮酸

朱 帆，李煥婷，王 弘*，楊金易，徐振林，雷紅濤，肖治理，孫遠明，沈玉棟*

（華南農業大學食品學院，廣東省食品質量安全重點實驗室，廣東 廣州 510642）

針對番茄醬和果汁中鏈格孢霉菌毒素污染問題，建立異細交鏈孢菌酮酸（iso-tenuazonic acid，ITeA）間接競爭化學發光酶聯免疫分析法。通過棋盤法和單因素試驗確定最佳包被原質量濃度為15.6 ng/mL、抗體質量濃度為稀釋96 000 倍、緩沖體系pH 7.4、競爭反應時間和二抗反應時間分別為40 min和50 min。方法IC50為2.13 ng/mL，線性范圍為0.50～9.12 ng/mL，檢測限為0.10 ng/mL，與結構功能類似物交叉反應率均小于0.1%，樣品添加回收率在78.60%～110.83%之間，變異系數均小于15%。本方法適用于樣品中ITeA污染的特異性快速篩查。

毒素；異細交鏈孢菌酮酸；多克隆抗體；化學發光免疫分析；快速檢測

細交鏈孢菌酮酸（tenuazonic acid，TeA）是鏈格孢霉、稻瘟病菌的次級代謝產物之一，具有急性、亞急性毒性，細胞毒性及潛在的致癌性[1-3]，其產毒能力極強，已被美國食品藥品監督管理局列入有毒化學物質名冊[4]。異細交鏈孢菌酮酸（iso-tenuazonic acid，ITeA）是TeA的結構類似物，均屬于鏈格孢霉四價酸類有毒代謝物，與TeA在毒理學上具有一定的相似性[5-7]，Qin Jianchun等[8]發現，當水體中ITeA和TeA的質量濃度達到10 μg/mL時，咸水蝦的死亡率分別高達73.6%和68.9%。鏈格孢霉對生長環境適應能力較強，毒素對谷物、果蔬等農產品污染情況呈現全球性頻發趨勢[9-13]。如，Asam等[14]研究發現ITeA在谷物食品、糖果中的含量達（75±8） μg/kg和（64±5） μg/kg。因此，開發靈敏準確的ITeA檢測方法，對于農產品、食品的毒素污染監測非常重要。

目前，ITeA的檢測方法主要是高效液相色譜-質譜法[14-15]，該方法準確可靠，常作為確證方法，但存在設備昂貴、需要專業人員、前處理復雜耗時、樣品通量低等不足。免疫檢測技術具有高通量、靈敏、快速等特點，可與高效液相色譜-質譜法確證技術搭配應對量大面寬的農產品、食品安全快速篩查需求，近年來已成為研究熱點[16-17]。而采用化學發光信號增強技術的化學發光酶聯免疫分析（chemiluminescence immunoassay，CLEIA）方法具有高靈敏度、操作簡單、應用廣泛等優點，已經被應用于農藥、獸藥、生物毒素等食品危害成分的快速檢測[18-21]。但是，有關ITeA的CLEIA快速檢測技術研究目前鮮見報道。因此，本研究基于抗原抗體特異反應結合化學發光信號增強技術，擬建立了ITeA的間接競爭CLEIA（indirect competitive CLEIA，icCLEIA）檢測方法，用于高效液相色譜法-質譜確證前樣品的大批量篩查，簡便快速，對于實現食品中ITeA快速篩檢具有重要參考和實用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄醬、蘋果汁（廣州市購），經驗證為陰性樣品。

水合肼 阿拉丁試劑股份有限公司；ITeA、TeA、異細交鏈孢菌酮酸水合肼衍生物（ITeAH）、ITeAH卵清蛋白包被原（ITeAH-ovalbumin，ITeAH-OVA）、抗ITeAH單克隆抗體由實驗室制備[22-13]；交鏈孢酚（alternariol，AOH）、交鏈孢酚單甲醚（alternariol monomethylether，AME） 北京泰樂祺股份有限公司；封閉液化學發光液、增強液 廣州萬聯生物公司。

1.2 儀器與設備

96 孔化學發光板 深圳金燦華公司；DEM-3型自動洗板機 北京拓普分析儀器有限公司；SupectraMax I型化學發光微孔板讀板機 美國MD公司。

1.3 方法

1.3.1 icCLEIA方法的建立

用0.1 mol/L pH 7.4碳酸鹽緩沖溶液將ITeAH-OVA稀釋到一定質量濃度，100 μL/孔37 ℃包被過夜。用含0.05%吐溫的磷酸緩沖溶液洗滌2 次，加入封閉液（5%的脫脂奶粉水溶液）120 μL/孔，振蕩混勻，37 ℃孵育3 h；甩干孔中液體，37 ℃烘干備用。將適量ITeA標品溶于氯仿中，加入過量水合肼振蕩反應30 min，氮吹揮干氯仿，加入適量甲醇復溶至1 mg/mL，梯度稀釋成不同質量濃度，50 μL/孔加入板孔，再加入稀釋后的抗體50 μL/孔，37 ℃孵育40 min，洗板5 次，加入100 μL/孔HRP標記的羊抗兔抗體；37 ℃孵育50 min；洗板5 次，加入化學發光底物液100 μL/孔，振蕩反應1 min，測定相對發光值（relative light unit，RLU）。

1.3.1.1 包被抗原質量濃度

RLUmax/IC50（RLUmax為最大相對發光值，IC50為半抑制濃度）越大，化學發光檢測方法的靈敏度和重復性越好[24]，因此，將RLUmax、IC50、RLUmax/IC50作為優化實驗的綜合參考指標。

將包被原稀釋32 000、64 000、128 000、192 000 倍，按照icCLEIA法步驟，測定并計算出相應RLUmax和IC50，選取最佳包被質量濃度。

1.3.1.2 抗體質量濃度

在包被原質量濃度確定的情況下，將抗體分別稀釋32 000、64 000、96 000、128 000 倍。按照1.3.1節步驟，測定并計算出相應RLUmax和IC50，選取最佳抗體質量濃度。

1.3.1.3 緩沖體系pH值

IteAH是一種烯醇式的化合物，其在弱酸性、中性、弱堿性中都可能有較好的溶解性，通過改變緩沖液的pH值，找出藥物溶解的最佳pH值；其次，抗體作為一種蛋白質，其活性和穩定性易受緩沖液的pH值影響，進而導致分析方法的靈敏度和準確性受到影響。因此，本實驗考察了反應體系pH 6.4、7.4、8.4對抗原抗體反應的影響。

1.3.1.4 競爭反應時間

分別考察了20、30、40、50 min 4個不同競爭反應時間對靈敏度及穩定性的影響。

1.3.1.5 二抗反應時間

分別考察了不同二抗反應時間（30、40、50、60 min）對抑制曲線的影響，比較不同競爭時間條件下IC50、RLUmax、RLUmax/IC50的變化，確定最佳反應時間。

1.3.2 icCLEIA標準曲線的建立

在最優條件下，以ITeA質量濃度為橫坐標，RLU/RLU0為縱坐標（RLU為添加藥物時的相對發光值，RLU0為不添加藥物時的相對發光值，即為RLUmax），用Origin 9.0軟件進行四參數擬合繪制標準曲線，計算ITeA的半抑制濃度（IC50）、線性范圍（IC20～IC80）及檢測限（IC10）[25]。

1.3.3 特異性實驗

采用交叉反應率（cross-reactivity，CR）評價方法特異性，CR越大，特異性越差[26]。按照1.3.3節的方法分別繪制ITeA類似物的抑制曲線，并計算出相應的CR見下式：

1.3.4 樣品前處理

番茄醬（蘋果汁）：取2 g（2 mL）樣品于15 mL離心管中，加5 mL氯仿振蕩提取2 次，4 629×g離心10 min，取上清液加入適量水合肼，振蕩反應35 min后，氮吹吹干溶劑；加入1 mL H2O復溶，經0.22 μm濾膜過濾后稀釋30 倍后用于測定。

1.3.5 樣品添加回收

取2 g（2 mL）樣品，分別加入ITeA標準品250、50、25 ng/g（ng/mL），按照1.3.5節方法處理后，用CLEIA方法平行測定3 次。

1.3.6 高效液相色譜條件

色譜柱：SunFireTM-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流速：1 mL/min；柱溫：35 ℃；進樣量：50 μL；流動相：A為含5 mmol/L甲酸銨溶液（氨水調節pH 7.8），B為乙腈。梯度洗脫程序：0～5 min，5% B；5～8 min，5%～45% B；8～25 min，45%～100% B；25～30 min，100% B；檢測波長：305 nm；出峰時間：21 min。

2結果與分析

2.1 CLIEA工作條件的確定

2.1.1 包被原質量濃度的確定

圖1 包被原質量濃度對CLEIA的影響Fig.1 Effect of coating antigen concentration on CLEIA

如圖1所示，隨著包被原質量濃度逐漸降低，RLUmax均逐漸降低，IC50呈先降低后上升的趨勢。當稀釋64 000 倍時，RLUmax/IC50最大，IC50最小，RLUmax適中。因此，確定最佳稀釋倍數為64 000 倍，此時的包被原質量濃度為15.6 ng/mL。

2.1.2 抗體質量濃度的確定

由圖2可以看出，抗體稀釋32 000 倍時，RLUmax/IC50最大，但RLUmax較大，IC50最大；因此，選擇稀釋96 000 倍作為最佳抗體稀釋倍數，此時RLUmax/IC50＞106，IC50較小，RLUmax適中，且此時抗體的用量更少。

圖2 抗體質量濃度對CLEIA的影響Fig.2 Effect of antibody concentration on CLEIA

2.1.3 緩沖體系pH值的確定

圖3 緩沖溶液pH值對CLEIA的影響Fig.3 Effect of buffer pH on CLEIA

如圖3所示，隨著pH值升高，IC50先降低后上升，RLUmax/IC50逐漸上升；當pH 7.4時，IC50最低，RLUmax/IC50較大，RLUmax適中；當pH 8.4時，RLUmax/IC50最高，但其與當pH 7.4時較為接近；綜上，選擇pH 7.4為最佳緩沖體系的pH值。

2.1.4 競爭反應時間的確定

圖4 競爭反應時間對CLEIA的影響Fig.4 Effect of competitive reaction time on CLEIA

如圖4所示，隨著競爭反應時間的延長，IC50呈先下降后上升趨勢，RLUmax、RLUmax/IC50先上升后下降；反應40 min時，IC50最小，RLUmax/IC50最大。因此，選擇40 min為最佳競爭反應時間。

2.1.5 二抗反應時間的確定

如圖5所示，當二抗反應時間為50 min時，IC50最小，RLUmax/IC50最高，繼續延長反應時間，雖然RLUmax、RLUmax/IC50變化不大，但是IC50升高，因此，確定最佳二抗反應時間為50 min。

圖5 二抗反應時間對CLEIA的影響Fig.5 Effect of secondary antibody reaction times on CLEIA

2.2 標準曲線的建立

在最佳實驗條件下，以ITeA質量濃度為橫坐標，RLU/RLU0為縱坐標建立ITeA的icCLEIA標準曲線，采用Origin 9.0擬合，計算得到該標準曲線的方程為y=0.031+ 0.952 2/[1+（x/2.13）0.9530]，R2=0.999 6，該方法的IC50為2.13 ng/mL，線性范圍為0.50～9.12 ng/mL，方法檢測限為0.10 ng/mL。

2.3 特異性實驗結果

考察ITeA結構功能類似物的CR，結果顯示CR小于0.1%（表1），說明建立的icCLEIA特異性良好。

表1 ITeA及其類似物與抗體的交叉反應Table1 Cross-reactivity of ITeA and its analogues with antibody

2.4 樣品添加回收實驗結果

向陰性樣品（番茄醬、蘋果汁）分別添加250、 50、20 ng的ITeA標準品，采用所建立的icCLEIA方法及高效液相色譜方法檢測并計算平均回收率及變異系數（coefficient of variation，CV）。表2顯示：icCLEIA方法的番茄醬、蘋果汁樣品的平均回收率分別為78.60%～93.30%和81.87%～110.83%，CV小于15%，高效液相色譜法的樣品回收率分別在80.50%～91.15%和79.40%～111.26%，CV小于15%。

表2 樣品添加回收實驗（n=3）Table2 Recoveries of spiked real samples (n= 3)

3 討 論

在免疫分析方法中，方法靈敏度和穩定性主要取決于抗體原抗體間的特異性反應及可逆性反應是否達到平衡。本研究考察了包被原質量濃度、抗體質量濃度、緩沖溶液pH值、競爭反應時間和二抗反應時間對icCLEIA方法的影響。結果表明在抗原固相化的過程中，合適的抗原和抗體質量濃度是影響反應平衡的關鍵，質量濃度過低則導致相互之間不能充分結合，反應不完全，質量濃度過高又容易造成多層吸附導致抗原決定簇的相互遮掩，從而對分析方法穩定性和靈敏度造成影響；其次，抗體是一種活性蛋白，需要適宜質量濃度的鹽離子及pH值維持其內外滲透壓的平衡和抗體的活性；而且ITeA是一種烯醇式化合物，緩沖體系的pH值對其溶解性也會造成一定的影響，實驗結果表明最佳的緩沖溶液pH 7.4；最后，抗原抗體的反應時間也是影響方法靈敏度的重要因素，隨著反應時間的延長，方法的IC50均呈現先減小后增大的趨勢，這可能是因為反應時間過短會導致抗原抗體間的結合不完全，過長則容易造成非特異性吸附，因而只有合適的反應時間才能使方法的靈敏度達到最佳。

4 結論

針對農產品、食品中ITeA污染物，通過條件優化，建立了其icCLEIA快速檢測方法，該方法IC50為2.13 ng/mL，線性范圍在0.50～9.12 ng/mL之間；果汁、番茄樣品添加回收率為78.60%～110.83%，CV小于15%，說明該方法準確可靠，適用于高通量樣品種ITeA污染的快速篩檢。

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Development of Indirect Competitive Chemiluminescene Enzyme Immunoassay (icCLEIA) Method for Determination of Iso-Tenuazonic Acid in Fruit Juice and Tomato Sauce

ZHU Fan, LI Huanting, WANG Hong*, YANG Jinyi, XU Zhenlin, LEI Hongtao, XIAO Zhili, SUN Yuanming, SHEN Yudong*
(Key Laboratory of Food Quality and Safety of Guangdong Province, College of Food Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

An indirect competitive chemiluminescene enzyme immunoassay (icCLEIA) for the rapid determination of isotenuazonic acid (ITeA) in fruit juice and tomato sauce was developed. The optimized experimental parameters were obtained as follows: the coating antigen concentration was 15.6 ng/mL, the antibody was diluted 96 000 folds, the buffer pH was 7.4, and the time of competition and anti-mouse IgG reaction were 40 and 50 min, respectively. The half maximal inhibitory concentration (IC50) of the proposed method was 2.13 ng/mL with limit of detection (LOD) of 0.10 ng/mL in the linear range from 0.50 to 9.12 ng/mL. The cross-reactivity with ITeA analogues was lower than 0.1%. The recoveries of ITeA from spiked samples ranged from 78.60% to 110.83%. The coeff i cient of variation was lower than 15%. This proposed icCLEIA provided an eff i cient method for rapid detection of ITeA in real samples.

mycotoxin; iso-tenuazonic acid (ITeA); polyclonal antibody; chemiluminescene enzyme immunoassay; rapid detection

10.7506/spkx1002-6630-201704040

TS207.3

A

1002-6630（2017）04-0250-05

朱帆, 李煥婷, 王弘, 等. 間接競爭化學發光酶聯免疫分析法檢測番茄醬和果汁中異細交鏈孢菌酮酸[J]. 食品科學, 2017, 38(4): 250-254. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201704040. http://www.spkx.net.cn

ZHU Fan, LI Huanting, WANG Hong, et al. Development of indirect competitive chemiluminescene enzyme immunoassay (icCLEIA) method for determination of iso-tenuazonic acid in fruit juice and tomato sauce[J]. Food Science, 2017, 38(4): 250-254. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201704040. http://www.spkx.net.cn

2016-03-28

國家自然科學基金面上項目（31371769；31271866）；廣東省科技計劃項目（2013B040402006；2014A020219008；2014A050503059；2014A030311043）

朱帆（1991—），男，碩士研究生，研究方向為食品質量與安全。E-mail：shipin3211@sina.com

*通信作者：王弘（1973—），女，教授，博士，研究方向為食品安全與營養。E-mail：gzwhongd@163.com

沈玉棟（1977—），男，教授，博士，研究方向為食品安全分析與傳感技術。E-mail：syd_tyx@163.com