食品中六种化学药物残留的免疫快速检测方法

抗生素、磺胺类等药物被广泛应用于畜禽养殖和水产养殖，其残留可通过食物链在动物源性食品中富集，危害消费者健康。为保障食品安全，建立快速、灵敏、准确的食品中化学药物残留检测方法至关重要。免疫分析技术具有操作简便、检测速度快等优点，在食品化学污染物检测中得到了广泛应用，但也面临着灵敏度不足、基质效应显著、交叉反应严重等挑战。本文综述了食品中六种常见化学药物残留的免疫快速检测方法，剖析了其存在的问题，并提出了相应的优化措施，以期为食品安全检测提供参考。

一、食品中六种化学药物残留及其危害

食品中常见的六种化学药物残留包括抗生素类、磺胺类、喹诺酮类、硝基呋喃类、氯霉素类和β-受体激动剂类，它们主要用于畜禽养殖过程中，以预防和治疗疾病、提高饲料利用率、促进生长等，但若使用不当或违规使用，食品中就可能残留这些有害物质。

比如，四环素类抗生素通过抑制细菌核糖体30S亚基与氨基酰tRNA结合，能够阻断细菌蛋白质合成而发挥抗菌作用，但四环素在体内代谢缓慢，容易在肝、肾、骨骼等组织中蓄积。人体若长期摄入含有四环素残留的食品，可能会导致肠道菌群失调，引发腹泻、消化不良等症状，甚至损害肝肾功能，影响骨骼发育。又如，氯霉素通过抑制细菌核糖体50S亚基催化肽键形成，能够阻碍细菌蛋白质合成而发挥抑菌作用，但氯霉素又具有骨髓毒性，可引起再生障碍性贫血，因此我国明令禁止在食品动物中使用氯霉素。

食品中化学药物残留危害着人体健康机制，涉及多种毒理学过程，如致突变、致畸、致癌、免疫毒性、生殖毒性等。因此，化学药物残留已成为食品安全领域亟待解决的问题，加强食品安全风险监测和评估、规范兽药使用，对于保障消费者身体健康意义重大。

二、免疫快速检测方法的基本原理

免疫快速检测方法是基于抗原抗体特异性结合反应的原理，利用抗体高效识别待测物，实现快速、灵敏、特异检测目标分析物。常见的免疫快检技术包括酶联免疫吸附测定（ELISA）、胶体金免疫层析技术、免疫传感技术等。

ELISA主要将特异性抗体包被于微孔板上，再向其中加入待测样品，若样品中存在相应抗原，则会与包被抗体结合。洗涤去除未结合物质后，加入酶标记的二抗，使其与抗原抗体复合物结合。再次洗涤后，加入显色底物，在酶的催化下生成有色产物，通过测定吸光度即可定量分析待测物浓度。ELISA具有灵敏度高、特异性强、重现性好等优点，但操作相对繁琐，不适合现场快检。

胶体金免疫层析技术的操作更为简便，先将抗原或抗体偶联于纳米金颗粒表面，再将其固定于硝酸纤维素膜上，形成检测线。当含有待测物的样品滴加到样品垫后，待测物会与金标记抗体结合，并随液体迁移至检测线处与固定抗体发生“三明治”反应，形成红色条带，实现目视判读。该方法快速、易携带，适合现场检测，但灵敏度和定量性稍逊于ELISA。

免疫传感技术通过将免疫反应与电化学、光学等传感器结合，可实现对待测物的快速、在线、实时检测，具有广阔的应用前景。

三、食品中六种化学药物

残留免疫快检存在的问题

（一）检测灵敏度不足的技术挑战

现有的食品中化学药物残留免疫快检方法在检测灵敏度方面仍面临一定技术挑战。比如，ELISA虽然灵敏度较高，但在检测痕量级别的药物残留时，仍可能出现假阴性结果。这主要是由于样品基质效应产生的干扰问题，食品基质成分复杂，包含大量的蛋白质、脂肪、维生素等，可能会与待测物竞争性结合抗体或包裹住待测物，影响待测物与抗体的充分反应，从而降低检测的灵敏度。

此外，针对某些半抗原性药物分子，现有抗体的亲和力不足，难以实现痕量检出。比如，喹诺酮类药物分子量较小、结构简单，很难筛选出高亲和力的抗体。因此，如何提高抗体的亲和力、优化抗体筛选策略，是免疫分析领域亟待攻克的难题。

（二）样本处理中的潜在污染风险

样本处理环节中的潜在污染风险也是食品化学药物残留免疫快检面临的一大挑战。由于食品基质复杂多样，且样品前处理过程繁琐，极易引入外源性污染物，导致检测结果的准确性下降。比如，肉类制品富含脂肪和蛋白质，在匀浆、离心等处理过程中可能会析出大量固体杂质，并吸附待测物，造成分析物损失。同时，这些固体杂质还可能堵塞液相色谱柱，影响仪器的分离效果和使用寿命。如果选用酶解法处理蛋白质，添加的外源酶制剂则可能带入β-内酰胺类抗生素等污染物，干扰后续检测；如果使用有机溶剂萃取，则试剂级溶剂中的痕量杂质也可能成为污染源，提高检出限。

此外，实验环境、器皿耗材、操作人员等也是潜在的污染途径。因此，如何在复杂基质中有效去除干扰，以最大限度降低干扰物的影响，从源头控制污染风险，是样本前处理技术急需解决的难点。

（三）交叉反应的准确性影响

免疫分析方法的特异性一直是学界关注的焦点，而交叉反应则是影响特异性的关键因素之一。食品基质中普遍存在结构相似的干扰物质，且容易与目标分析物竞争性结合抗体，导致假阳性结果。比如，磺胺类药物结构中均含有对氨基苯磺酰胺基团，差异仅在苯环上的取代基。而植物源性食品中天然存在水杨酸、对羟基苯甲酸等酚酸类物质，与磺胺类药物具有相似的结构骨架，这些内源性干扰物可能与抗磺胺抗体发生交叉反应，提高检测背景值，降低分析方法的准确性。与之类似，四环素类抗生素与金属离子易形成螯合物，改变空间构象，削弱目标分析物与抗体的亲和力，当样品中镁离子、钙离子等含量较高时，可能干扰四环素的免疫检测。

解决交叉反应的关键在于提高抗体的特异性，传统多克隆抗体的特异性通常不够理想，容易受到结构类似物的干扰。近年来，单克隆抗体、重组抗体等新型抗体的开发和应用，为提高免疫分析特异性提供了新思路。然而，如何大规模制备高特异性抗体，并将其应用于实际样品检测中，仍需进一步探索。同时，采用样品净化、阻断剂掩蔽等策略去除或屏蔽交叉反应物质，也是提高免疫分析准确性的有效手段。

四、提高食品中化学药物

残留免疫快检准确性的措施

（一）提升检测灵敏度的方法优化

第一，纳米材料的应用前景广阔。比如，碳量子点具有独特的光学性质和表面修饰特性，能够高效标记抗体或抗原，大大增强免疫反应的信号强度。同时，碳量子点合成简单、成本低廉，有望实现高灵敏、经济实用的免疫检测。

第二，发展新型信号转导和读出技术是一个重要方向。比如，将免疫反应与等温扩增技术巧妙结合，通过特异性引物的设计，在恒温条件下实现靶标的快速、指数级扩增，从而大幅提高检测灵敏度。又如，利用生物素-亲和素系统引入多重信号放大策略，通过链霉亲和素-生物素化酶的连续催化反应，产生大量可检测的信号分子，显著提高分析灵敏度。

第三，分子印迹技术也是一个具有潜力的领域。与传统抗体相比，分子印迹聚合物具有预定的识别位点和特异的结合能力，可以克服抗体制备工艺复杂、批次差异大等不足。通过引入新型基质材料和表面改性方法，分子印迹聚合物的吸附容量和结合动力学可得到显著提升，增强其对痕量待测物的捕获能力。值得一提的是，分子印迹聚合物化学稳定性高、可重复使用，有利于降低检测成本。

（二）增强样本处理的防污染措施

第一，引入密闭式、自动化样品处理系统。比如，微流控芯片技术可以将样品前处理、抗原抗体反应、信号读出等环节集成于一个封闭的微纳尺度通道内，最大限度地隔绝外源性干扰，降低污染风险。

第二，发展新型样品净化介质。比如，采用具有尺寸排阻和化学识别双重作用的限制进入介质（Restricted Access Media，RAM）作为固相萃取介质，并利用其表面保护层对大分子进行物理位阻，内部结合相则可选择性富集小分子待测物，在去除蛋白等干扰的同时，实现对目标分析物的快速、高效提取。若能进一步引入分子印迹聚合物作为RAM的结合相，则有望实现待测物的专一性捕获，最终达到“一站式”样品净化与富集。

第三，在提取溶剂的选择上，优先使用高纯度试剂，以免引入新的污染。考虑到常规有机溶剂的毒性和挥发性，探索如离子液体等绿色环保的提取介质也很有必要，该类新型溶剂热稳定性好、选择性可调，且不易挥发，可有效降低交叉污染风险。

（三）抗体特异性和交叉反应的改进策略

第一，对于抗体制备，可采用计算机辅助设计和定点突变等手段，针对性地优化抗体的互补决定区（CDR），增强其与目标抗原的结合能力和专一性。比如，利用分子对接和动力学模拟技术，精准预测抗体与抗原的结合位点和作用方式，并据此引导抗体的定向进化，筛选出高亲和力、低交叉反应的候选克隆，有望从源头上提高抗体的特异性。同时，巧妙设计抗原偶联物的结构，选择性掩蔽或暴露特定表位，以诱导机体产生针对关键结构单元的抗体，也是一个行之有效的思路。

第二，在构建检测体系时，可借鉴“化学发光酶联免疫技术”的原理，将抗体与化学发光基团偶联，利用抗原抗体结合使发光基团相近，从而引发高效的化学发光反应。由于该发光反应对空间位阻非常敏感，当交叉反应物质结合抗体时，往往难以诱导有效的信号放大，从而大大降低非特异性干扰。若再结合磁性微球等新型固相载体，不仅可以实现样品的自动化处理，提高检测通量，还能够进一步降低基质效应，最大限度地消除潜在的交叉反应风险。

综上所述，食品中化学药物残留免疫快速检测技术日趋成熟，在保障食品安全方面发挥着重要作用。然而，面对复杂多变的食品基质和严苛的检测要求，传统免疫分析方法也暴露出灵敏度、特异性等方面的不足。纳米材料、新型识别分子、微流控芯片等新兴技术的引入，有望显著提升免疫检测性能。未来，跨学科交叉融合将成为食品免疫分析领域的重要发展方向，智能手机等移动终端与免疫技术的结合也值得期待，便携、高通量检测新模式的出现指日可待。

作者简介：刘青（1987-），女，汉族，山东滨州人，工程师，大学本科，研究方向为食品工程。