2，4—D残留免疫学检测方法研究进展

栾姝

摘要 概述环境样品、生物样品和各类农作物等样品中2，4-D残留的免疫学检测方法的研究进展，并指出免疫学检测方法在使用中存在的问题和未来的发展趋势。

关键词 2，4-D；免疫学检测方法；残留；研究进展

中图分类号 S481.8 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）05-0141-02

2，4-D又称为2，4-滴、2，4-D酸，化学名为2，4-二氯苯氧乙酸，低浓度的2，4-D常用作植物生长调节剂，主要作用是提高坐果，诱导单性结实，促进果实生长，防止采前落果，高浓度的2，4-D常作为除草剂，还常用作果蔬保鲜剂。2，4-D属于低毒性农药，在自然条件下不易降解，并且水溶性差，吸附性较强，易残留于植物表面[1]，使用不当会造成药害，甚至造成环境污染。2，4-D可在生物体内积累，在较高剂量时具有致畸性，同时它具有潜在的致癌性、致突变性，是一种内分泌干扰物质，对免疫系统和生育系统具有不良影响[2-6]。因此，寻找一种高效、便捷、快速的残留检测方法具有非常重要的意义。

我国规定生活饮用水中2，4-D限量为0.03 mg/L[7]，检测方法为GC-ECD法[8]；还制定了食品中2，4-D的限量[9]和GC-ECD和HPLC-MS的检测标准[10-11]。目前，国内外的2，4-D残留检测方法绝大多数为GC-ECD或HPLC-UV检测。GC法不仅需要对样品进行预处理，而且需要衍生化，较为繁琐；HPLC-UV检测成本相对较低，但是对于痕量检测，紫外检测器的定性能力不足，必须消除基质的干扰，其可靠性不如MS检测器。HPLC-MS定性准确，灵敏度好，但设备昂贵，同时必须考虑基质效应对目标分子离子化效率的影响。总之，仪器检测方法不仅仪器昂贵，检测费用高，样品前处理方法繁琐，并且需要专业的技术人员操作，而近些年来新兴起的免疫学分析技术在这方面具有很大的发展前景。

1 免疫学检测方法

免疫分析法（IA）是利用抗体对目标检测物抗原进行特异性识别的特性，从而达到定性和定量分析的分析技术。

1.1 酶联免疫吸附分析法（ELISA）

酶联免疫吸附测定是将抗原或抗体吸附在固相载体表面，通过加入酶标抗体或抗原，进行抗原抗体反应，形成酶标免疫复合物，洗涤后，游离的酶标抗体或抗原被洗掉，再加入酶底物与免疫复合物结合显色，进而进行定性或定量测定。

于基成等[12]通过活化酯法和混合酸酐法合成2，4-D-BSA和2，4-D-OVA，再分别采用UV法和间接ELISA法进行鉴定。结果是2种方法合成的完全抗原中2，4-D和蛋白质的偶联比分别为24∶1和17∶1，抗血清效价为1.28×104～2.56×104，成功合成了2，4-D 的完全抗原。许 艇等[13]制备了2，4-D特异性多克隆抗体，用间接ELISA法检测抗血清效价和竞争性ELISA法检测2，4-D。结果2，4-D与BSA和OVA的偶联比率分别为32∶1 和18∶1，抗血清效价>6.4×105，在优化条件下2，4-D检测限达37 ng/mL。李会娜等[14]也做了相关研究，获得的抗血清效价达1.6×105，2，4-D检测限达50 ng/mL，李会娜等[15]随后又用该方法测定了地下水、蔬菜和原粮等样品中的2，4-D含量。检测样品中的2，4-D含量变异系数<15%，样品回收率误差在<15%。上述方法抗体对2，4-D的检测灵敏度不高，影响因素可能是抗体对2，4-D与载体蛋白之间的连接键的亲和力强于对2，4-D的亲和力；或2，4-D与载体蛋白偶联过程中改变了2，4-D分子中的电子云排布，出现新的空间构象，从而产生了一些针对这些空间构象特异性抗体。因此，若要提高2，4-D的检测灵敏度，需改变免疫原的合成方法或者制备高特异性的单克隆抗体。王升吉等[16]通过改良EDC法，最终获得的2，4-D类农药多克隆抗体对目标检测物2，4-D、2，4-Dbutyl ester灵敏度与上述方法相比确有提高，抑制中浓度（I50）、检测限（I20）分别为2，4-D 179.80、1.09 ng/mL；2，4-D butyl-ester 3 010.00、1.53 ng/mL。余若禎等[17]制备了小分子环境污染物的多克隆抗体，优化了抗原合成的多种反应条件，得到了多种结合比的2，4-D-BSA完全抗原。首次通过balb/c小鼠的免疫试验评价不同结合比完全抗原的免疫性能。随后余若祯等[18]又采用自行制备的2，4-D单克隆特异性抗体，建立了水中2，4-D的间接竞争ELISA检测方法。采用添加乙醇的反应缓冲体系削弱样品基质效应对检测结果的干扰。但是平行样品测定数据之间的变异系数较大，需要进一步改进检测方法。龚 芳等[19-21]在成功获得了特异性好、亲和力较高的鼠源抗2，4-D多克隆抗体血清之后，又通过杂交瘤细胞技术成功获得了高敏感性、高亲和力和高特异性的2，4-D单克隆抗体，其筛选出的3株特异性高的杂交瘤细胞1F11、2A12、2G12单抗亚型均为lgG1型，对2，4-D的IC50分别为801、1 332、1 564 ng/mL。2，4-D单克隆抗体相比多克隆抗体灵敏度大大提高。陆 欢等[22]采用产自美国的水样专用2，4-D试剂盒检测青椒和番茄中残留的2，4-D，从8种有机溶剂中筛选出基质干扰最小的乙酸乙酯作为萃取剂。灵敏度为1.782 ng/mL，加标回收率在74%以上。随后，魏茂琼等[23]也采用该试剂盒以直接竞争性ELISA法测定蔬菜中2，4-D残留量。并将该方法与UPLC-MS法进行比较，2种检测方法的灵敏度分别可以达到1.739、3.000 μg/kg。2，4-D试剂盒的问世不仅简化了检测的操作步骤、提高了检测效率，并且其灵敏度远远高于仪器分析方法，非常经济实用，适合大批量样品检测。

1.2 化学发光免疫分析技术（CLIA）

化学发光免疫分析是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应结合的新型免疫测定技术。

张 静[24]首次获得鸡卵黄抗2，4-D多克隆抗体，并用自制的10，10′-二烯丙基-3，3′-二氨基-9，9′双吖啶标记抗2，4-D鸡卵黄抗体，建立了2，4-D的双抗夹心化学发光免疫分析新方法，2，4-D测定的线性范围为7.5×10-10～7.5×10-8 g/mL，检测限为2.04 ng/mL，土壤样品中的2，4-D含量为24.48 pg/mL，回收率在96%～101%之间。CLIA技术具有特异性强、灵敏度高、线性范围宽、仪器简单、操作方便、无放射性污染等优点，完全能够满足样品中2，4-D快速检测的要求。

1.3 酶联荧光免疫分析技术（ELFIA）

酶联荧光免疫分析技术是在酶联免疫吸附技术基础上发展起来的将酶系统与荧光免疫分析结合的快速检测技术。它是利用理想的荧光底物代替生色底物，实现了提高检测灵敏度，扩大测量范围以及减少试剂用量。

余宇燕等[25]采用活化酯法合成人工抗原2，4-D-BSA，通过免疫新西兰白兔获得抗血清2，4-D-IgG，再用异硫氛酸荧光素（FITC）标记，得到荧光抗体。采用双抗夹心荧光免疫分析法通过考察抗原抗体的结合反应的抑制活性来反映抗体与标记抗体对2，4-D的竞争结合能力。用方阵滴定方法对双抗夹心荧光法中抗体和标记抗体的工作浓度进行筛选和确定。其线性范围为0.2～10.0 μg/L，IC50=2.28，检测限IC20=0.089 μg/L。该法制备的荧光抗体仅对2，4-D具有特异性识别能力，而对其他类似物的交叉反应率都较低。

1.4 胶体金层析技术（GLCA）

胶体金层析技术是以胶体金作为示踪标记物应用于免疫反应的新型免疫标记技术。王宝芹[26]通过优化2，4-D胶体金探针的最佳偶联条件，制备出2，4-D胶体金试纸条，能够在1～2 min内出线，从而得到一种快速检测2，4-D的方法，检测限为10.0 ng/mL；还制备出不同2，4-D抗体标记的磁性探針和2，4-D-OVA标记的荧光探针，探讨出磁性探针最佳优化条件，得到检测限为260 mg/mL。在此基础上将磁性微球换成金磁微粒，得到检测限达30.907 ng/mL。利用胶体金试纸条原理，初步探究了制备金磁试纸条的方法。金磁标记的层析试纸条既具有胶体金的光学性质，能够通过肉眼直接进行定性分析，又具有磁性微粒的磁性，可以通过检测磁信号进行定量分析，大幅度提高了检测的灵敏度，方法更简捷、效果更直观，并且无需昂贵仪器检测，适用于2，4-D样品的快速检测、临场检测以及高通量检测。

1.5 免疫传感器技术

免疫传感器的结构与传统的生物传感器相似，可分为生物敏感膜、换能器和信号数据处理器3个部分，其中生物敏感膜的构建是决定免疫分析的关键。当待测物与分子识别元件特异性结合后，所产生的复合物通过信号转换器转变为可以输出的电信号、光信号，从而达到分析检测的目的。

蔡 强等[27]以EDC作为交联剂，制备偶联物（2，4-D-BSA以及2，4-D-PLL），以2，4-D∶偶联物=1∶16制备兔抗血清。采用丝网印刷工艺制备电极，通过酶促反应检测还原电流的原理研制出安培型免疫传感器，并将该传感器与传统的间接竞争ELISA法进行比较。该方法2，4-D的检出限达到1.69 ng/mL，线性区间1.69～30 000 ng/mL，适合饮用水中2，4-D的检测要求。时巧翠[28]将亚铁氰化钾溶液包埋于脂质体中，脂质体中的亚铁氰化钾溶液，通过戊二醛溶液的作用，与2，4-D免疫抗体溶液交联。采用自制MWNT′s修饰的石墨电极插入脂质体—抗体—吡咯溶液中，通过方波伏安法测定电流值。应用该法检测尿样中2，4-D，其线性范围在0.05～2.50 mg/L之间，检出限为15.4 μg/L。免疫传感器具有灵敏度高、仪器简单、方法灵活多样等优点，但是自制设备之间往往存在差异。

1.6 纳米金技术

纳米金技术是以纳米金为免疫标记物的检测技术，其本质是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。钟菲菲等[29]利用静电吸附作用，将2，4-D抗体固定在由自组装L-半胱氨酸和静电吸附纳米金修饰的金电极表面，制备出无试剂型的免疫传感器，通过交流阻抗技术考察了电极的电化学特性。2，4-D的检测范围为1～5 000 ng/mL，检出限为0.5 ng/mL。该方法提高了2，4-D抗体的固定量，增强了传感器的灵敏度和稳定性。鲁 哲[1]采用压电间接竞争免疫法来检测2，4-D，通过使用纳米金作二抗标记物以放大响应信号，2，4-D检出限为13.0 ng/mL，该传感器再生性较好，可重复使用9次以上且其灵敏度没有明显降低；之后也采用自组装技术与免疫竞争技术相结合，构建安培型生物免疫传感器，检测2，4-D。通过在电极上进行竞争免疫反应，用纳米金标记的羊抗鼠lgG抗体将信号进一步放大，提高检测灵敏度，使用交流伏安法进行检测。2，4-D检出限为0.1 ng/mL。以纳米金为标记物的免疫分析快速检测技术具有简单、快速、灵敏度高、特异性强、样品用量少等优点。

2 展望

免疫学分析技术应用抗原抗体的特异性结合制备的高特异性多克隆抗体或单克隆抗体来快速检测样品中2，4-D的残留，可达到比仪器检测更高的灵敏度。该技术在样品前处理方面有着独特的优势，大多数水样只需离心或微孔滤膜过滤后就可直接检测，土壤或农作物样品经过有机溶剂提取后，适度稀释就能很好地消除基质影响。但是，该类方法尚未成熟，存在假阴性率和假阳性率高的问题，有待于进一步开发研究。目前，国外已经研制出2，4-D的免疫检测试剂盒和试纸条，而我国正处于研发阶段，若能研制成功，使其商业化，不仅降低了检测成本，而且便于普及，更加省时、省力、经济、环保，为国民安全饮食、中毒事件的甄别、环境保护等方面做出巨大贡献。

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