酶联免疫吸附法在食品安全检测中的应用

2023-12-12 06:18李靖靖
食品安全导刊 2023年30期
关键词:沙门氏菌底物转基因

李靖靖

(邹平市综合检验检测中心,山东邹平 256200)

食品安全一直以来都是人们关注的焦点,而微生物污染是造成食品安全问题的重要因素之一。因此,微生物检测至关重要。酶联免疫吸附法作为一种可靠、高效的微生物检测技术,基于抗原-抗体反应原理,通过标记抗体或抗原的方式,可以快速、准确检测食品中的毒素、药物残留、微生物等,具有结果准确、灵敏度高、选择性好等优点。因此,酶联免疫吸附法一直被广泛应用于检测真菌毒素、转基因食品、药物材料及食品微生物等。

1 酶联免疫吸附法概述

1.1 原理与常见类型

酶联免疫吸附法(Enzyme Linked Immunosorbent Assay,ELISA)作为一种常见的免疫检测技术,基于抗原-抗体反应原理,通过将待检测物质(如药物残留、毒素或微生物)与特异性抗体结合,使用酶标记的底物或二抗来实现检测。该技术具有简便易行、高特异性、高灵敏度等特点,可用于定性或定量分析[1]。酶联免疫吸附法的核心与关键在于抗原-抗体反应,如果待测样品中存在目标物质(抗原),其会与特异性抗体发生结合,这种结合可借助直接、间接或夹心ELISA 等来实现。

常见的ELISA 类型包括直接ELISA、间接ELISA 及夹心ELISA。其中,直接ELISA 最简单,其将待测样品中的目标物质(抗原)与酶标记的特异性一抗进行结合,而后通过底物的酶反应来检测目标抗原的存在,这一方法适用于抗原浓度较高的情况。间接ELISA 较常用,通过将待测样品中的目标物质(抗原)与特异性一抗结合,而后再放入酶标记的二抗与一抗结合,观察底物的酶反应来检测目标抗原的存在,这一方法具有较高的灵敏性,适用于抗原浓度较低的情况。夹心ELISA 又称间接捕获ELISA,在样品检测过程中,其凭借两种特异性抗体的结合来获得目标物质,原理是第一种特异性抗体、目标物质及酶标记的第二种特异性抗体形成“夹心”结构,而后通过底物的酶反应来检测目标抗原的存在[2]。这一方法因具有较高的灵敏度与特异性等优点而被广泛应用于食品中毒素与微生物的检测。除了上述提到的ELISA 类型,还有其他ELISA 变种,如竞争ELISA,这些ELISA 在特定的应用场景下具有适用性与优势。在实际应用中,可以结合具体需求来选择最恰当的方法完成目标物质的检测。

1.2 操作步骤

酶联免疫吸附分析法操作步骤涉及样品处理与检测以及数据分析。样品处理与检测的主要步骤如下。①样品处理。根据实际需要,采取不同的样品处理方法,如稀释、浓缩、提取等,得到适合ELISA分析的样品。②固相板涂层。在固相板(微孔板或多孔板)的孔洞内涂上特异性抗体,并将固相板放置在孵化箱或冰箱中,在特定温度与时间条件下,抗体会与孔洞内的表面结合。③加入样品。将样品加入至涂有抗体的固相板孔洞中,使待测物质与固相板上抗体形成特异性结合。④洗涤。洗涤孔洞的目的是去除非特异性结合的物质。⑤加入二抗。再加入酶标记的二抗,如抗动物IgG、抗人类IgG 等,其可以与待测物质形成特异性结合。⑥再次洗涤。再次洗涤的目的是去除非特异性结合的二抗。⑦加入底物。加入含有底物的试剂,使底物与酶标记的二抗产生反应,生成可观测的信号。常见的底物有ABTS、TMB 等。⑧停止反应。加入一定的反应停止溶液,停止酶与底物的反应,一般是通过添加化学物质或改变pH 值来实现。⑨测量。利用ELISA 读板仪可以读取反应产生的信号强度,通常以吸光度(OD值)表示,同时按照具体实验设计与样品处理的方式,能选择合适的波长完成测量[3]。

实际ELISA 实验中,结合样品的OD值,能够定量或定性分析样品中目标物质的存在。其中,数据分析通常包含以下几个方面。①标准曲线绘制。根据已知浓度的标准品来制作标准曲线,再测量标准品的OD值,并绘制出OD值与浓度之间的关系曲线。②样品浓度计算。按照样品的OD值,借助标准曲线完成反推,计算得到样品中目标物质的浓度,常可使用回归分析、插值法来完成。③结果解读。基于样品中目标物质的浓度来进行结果解读,同时结合检测要求和限制来判断样品是否超过了安全标准[4]。具体实验中,数据分析与结果解读的可靠性与准确性非常关键。由此,相关实验人员需要严格遵循正确的操作步骤,同时进行恰当的质量控制和验证,以此得到可靠、准确的食品安全检测结果。

2 ELISA 法在食品微生物检测中的应用

2.1 细菌检测

细菌污染是造成细菌性食源性疾病的一种主要原因,而沙门氏菌与大肠杆菌是常见的致病菌。由此,使用ELISA 法检测食物中的细菌具有重要意义。由于沙门氏菌感染可能引起腹泻、发热、胃肠道炎症等不适,准确、快速地确定食品样品中的沙门氏菌有助于及时预防食源性感染。实际沙门氏菌检测时,可以使用抗沙门氏菌特异性抗体,如抗沙门氏菌抗原抗体或抗沙门氏菌脂多糖抗体等,与沙门氏菌特定抗原相结合来完成检测。大肠杆菌作为常见肠道细菌,多存在于人和动物的肠道中。然而,食品中的大肠杆菌污染往往隐藏着一定的疾病风险。由此,检测食品样品中存在的大肠杆菌有助于确保食品安全。具体大肠杆菌检测过程中,可以使用抗大肠杆菌特异性抗体,如抗大肠杆菌O 抗原抗体,将其与大肠杆菌特定抗原相结合来完成检测[5]。

2.2 真菌毒素检测

真菌毒素属于有毒化合物,由真菌产生,广泛存在于多种食品中,常见的真菌毒素有黄曲霉毒素与赭曲霉毒素等。黄曲霉毒素多存在于谷物、饲料、坚果及调味品中,其能造成免疫抑制、肝脏损伤及神经系统问题等。因此,准确检测食品样品中的黄曲霉毒素含量具有重要意义。利用ELISA 技术能将抗黄曲霉毒素特异性抗体与黄曲霉毒素相结合来完成检测[6]。赭曲霉毒素多存在于谷物与坚果等食品中,对人体的免疫系统与肝脏具有一定的潜在危害,可以借助ELISA 技术,将抗赭曲霉毒素特异性抗体与赭曲霉毒素相结合来完成检测。

2.3 食品介导病毒检测

食品介导病毒检测旨在检测食品中是否存在病毒感染源。其中,甲肝病毒与乙肝病毒是非常常见的食品介导病毒。甲肝病毒主要通过饮用水或食物传播,会引起甲型肝炎;而乙肝病毒主要通过体液或血液传播,可能导致乙型肝炎。因此,快速、准确地检测食品样品中是否存在乙肝病毒与甲肝病毒具有重要意义。利用ELISA 技术,借助相应特异性抗体,如抗甲肝病毒抗原抗体、抗乙肝病毒表面抗原抗体等,将其与对应病毒抗原相结合来完成检测,这对于预防食源性感染具有积极意义。

2.4 药物材料检测

药物材料检测旨在检测食品中是否存在禁用兽用残留物与激素等物质,这些物质可能会对人体健康造成一定的危害。禁用兽用残留物是指食品中存在超过法定限量的药物残留物,而激素作为常用于畜牧业的化学物质,过度使用可能引发潜在的健康问题[7]。利用ELISA 技术,将相关特异性抗体与禁用兽用残留物或激素相结合来完成检测,这对于保障食品安全具有积极作用。

2.5 转基因食品检测

转基因食品是指含有外源基因的食品,而转基因食品检测可用于检测食品中是否含有目的蛋白质、基因序列等转基因成分。利用ELISA 技术,使用抗转基因DNA 序列抗体、抗转基因蛋白质抗体等特异性抗体,与转基因序列或转基因目的蛋白质相结合,能够完成转基因食品的检测,这对于准确、客观评估食品安全具有积极意义[8]。ELISA 技术在食品安全领域中的应用广泛且多样化,能够准确、快速地检测出食品样品中的细菌、真菌毒素、病毒、药物材料以及转基因成分,从而为食品安全提供有力保障。

3 ELISA 法面临的局限性及未来发展方向

ELISA 法面临的局限性如下。①交叉反应。检测目标抗体可能与结构类似的分子发生非特异性结合,造成误判。若要解决这一问题,需要选用更精确的验证抗体,并研究更具特异性的检测方法。②样品在检测过程中的限制。不恰当的处理操作可能造成抗原或抗体损失,影响结果的准确性。尤其是复杂样品,如高脂食品等,需要额外的预处理操作来提高检测的灵敏度与特异性。③ELISA 法的检测范围受限。传统的ELISA 法过度依赖于抗体的识别能力,仅可以检测已知的目标分子,而对于未知变种或新兴食品污染物,缺乏特异性抗体,由此需要研究新的技术,以获得更多具有特异性与高亲和力的抗体。因此,ELISA 法的未来发展方向可以集中在以下方面。①ELISA 法与质谱分析相结合。质谱分析具有高分辨率、高灵敏度等优势,适用于检测与鉴定食品中的微量污染物,为ELISA 法提供更多的信息。②ELISA 法与基因测序技术结合。基因测序技术能够实现对食品与转基因食品的真实性验证与溯源。引入质谱分析与基因测序,ELISA 有望在未来提高特异性、灵敏度及准确性,提供精准的检测手段。

4 结语

综上所述,ELISA 作为一种灵敏、高效的检测方法,在食品安全相关领域具有重要意义。通过快速、准确地检测食品中的药物残留、真菌毒素、微生物及转基因成分,能够有效保障公众的饮食安全。ELISA 虽然有助于及时发现与识别潜在的风险和问题,但也面临一些挑战和限制,如交叉反应与样品处理等因素会影响检测结果,不同食品样品的多样性与复杂性也会影响ELISA 的特异性与准确性等。因此,我国应持续研究与探索ELISA 技术,同时尝试结合新兴的检测技术,如质谱分析、基因测序等,以提高食品安全检测的准确性与适用性。

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