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生物知識

黃曲霉毒素檢測方法及其應用

作者:陸建華 陸衛中 陳 來源:中華醫學實踐雜志 發布時間: 2010-06-19 10:01  瀏覽次數:
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     來源:中華醫學實踐雜志 2005年3月第4卷第3期  作者:陸建華 陸衛中 陳建國

  自20世紀60年代初英國發現火雞中的黃曲霉毒素(Aflatoxin,AFT)中毒癥以來,國內外學者對AFT進行了廣泛的研究。研究證實,AFT是到目前為止所發現的毒性最強的真菌毒素。AFT的急性毒性是氰化鉀的10倍,它不是單一的化合物,而是一大群結構十分相似的化合物,目前至少分離出17種化合物,與肝癌有關的黃曲霉毒素B 1 (AFB 1 )是最常見的一種。AFB 1 是劇毒物質,其致癌強度比奶油黃大900倍,比二甲基亞硝胺高75倍,可誘發所有動物發生肝癌 [1] 。由于AFT毒性大,污染廣,且難以去毒,對人類健康危害極大,因此對AFT的監測顯得十分重要。自1966年世界衛生組織、聯合國糧農組織以及國際兒童基金會提出了食品中AFB 1 最高允許量標準以來,這一標準已修訂數次,從30ng/g降至15ng/g。在我國,隨著生活質量提高,無害食品的普及,為保障公眾健康,AFBl允許量標準也將逐步降低。為適應國內外這種發展趨勢,有利于提高對AFB 1 的監測水平,加強對AFB 1 污染的控制,近年來,國內外學者對AFT的檢測研究一直不斷進展,檢測方法的靈敏度不斷提高,特異性得到增強,高效、簡便、經濟的特點為AFT檢測及預防效果的評價開辟了新途徑。

   1 檢測方法
    
  AFT的測定方法有多種,概括起來有化學分析法、儀器分析法、生物鑒定法及免疫分析法等 [2] 。
   
  1.1 生物鑒定法 其特點是待檢樣品不需很純,主要用于定性,共有10種:(1)抑菌試驗;(2)對微生物遺傳因子影響試驗;(3)細菌發光試驗;(4)熒光反應;(5)組織培養檢測法;(6)雞胚試驗;(7)鴨胚試驗;(8)鱒魚試驗;(9)植物試驗;(10)飼喂實驗動物試驗。生物鑒定法是利用AFT能影響微生物、水生動物、家禽等生物體的細胞代謝,來鑒定AFT的存在。其方法專一性差,靈敏度低,一般只作為化學分析法的佐證。
   
  1.2 化學分析法 最常用的為薄層層析法(TLC),適用于糧食及其制品、調味品等AFB 1 的檢測,主要是半定量。利用AFB 1 具有熒光性的特點,提取和濃縮樣品中的AFB 1 ,用單向或雙向展開法在薄層上分離后,在365nm紫外光照射下產生藍紫色熒光,根據在薄層上顯示熒光的最低檢出量定量,其靈敏度為5μg/kg。由于薄層層析法測定AFB 1 不是很專一,因此樣品中其他熒光物質的干擾造成測定誤差。可以用以下方法進行確定:一是用多種溶劑系統展開,可將AFB 1 、G 1 及各種AFT類似物分開;二是采用層析斑點的化學試驗,將樣品提取物用甲酸亞硫酰氨或三氟醋酸處理,用衍生化的方法將AFB 1 與其類似物分開;三是層析斑點的物理試驗,可根據紫外吸收光譜,紅外吸收光譜和熒光屏光譜的差別,將非黃曲霉毒素和AFT分開。
   
  1.3 儀器分析法 高效液相色譜法(HPLC)是20世紀70年代初發展起來的一種以液體為流行相的新型色譜技術。是分離分析各種AFT的好方法,如配以熒光檢測器,則該法具有靈敏度高、分離能力強、特異性好、測定結果準確可靠等優點。在國外己廣泛地用于食品中AFT的測定。但由于食物樣品成分復雜,在進行液相色譜分離分析前,需對樣品作徹底有效的凈化處理。常用的凈化方法是柱色譜法,該法操作繁瑣,且需使用大量有機溶劑。免疫親和柱作為AFT特異有效的分離凈化和濃縮手段,一出現就和高效液相色譜法結合用來測定糧食、飲料、尿、血及奶中的AFT。王光建等 [3] 將免疫親和柱的高度特異性和高效液相色譜法的高分離能力相結合,所建立的花生和玉米中AFB  l 、B 2 、G 1 、G 2 的測定方法,具有雜質干擾少、操作簡便、使用有機溶劑少、靈敏準確等優點,整個分析操作可在15min內完成。
   
  1.4 免疫分析法 這種方法是利用免疫、酶及生化技術,開辟了AFT分析的新領域。目前應用的方法有放射免疫法、親和層析法和酶聯免疫法。(1)放射免疫法。特異性強、靈敏度高、比較準確迅速、操作簡單、易于標準化。但也有嚴重的缺點,特別是需要持殊的設備和安全保護,妨礙了更廣泛的應用。(2)親和層析法。利用免疫化學反應原理,采用大劑量的單克隆抗體,選擇性吸附提取液中的抗原物質-AFT。由于抗原-抗體反應具有高靈敏、高選擇、高特異性等特點,從而大大提高了試樣的凈化效果及檢測靈敏度,同時可顯著減少有毒有害試劑的使用,十分有利于操作人員的健康和環境保護。張藝兵等 [4] 提出了一種以免疫親和柱凈化結合熒光光度法檢測AFT的新方法,檢測低限可達10 -11 ~10 -12 g/ml。20世紀90年代起,免疫親和技術在食品分析領域得到了廣泛應用。(3)酶聯免疫法(ELISA)。基本原理是將抗體吸附于固相載體上,加入已經用酶標記的抗原與樣品中的待測物混合物進行特異性的免疫反應,然后再加入酶的底物進行顯色反應,通過顏色的深淡來判斷樣品中待測物的(抗原)含量。酶聯免疫法大體分為兩類:—是用雙抗體夾心法檢測樣本中的AFT。如Wogan將AFB  l 牛血清白蛋白涂于微滴定板池,經初步培養后,加兔的APTB 1 抗體和游離APTB 1 用磷酸4—硝基苯酯作基質。以堿性磷酸酶—抗兔免疫球蛋白檢測第—抗體的結合;二是用競爭法檢測樣本中的AFT。如在涂抗體的小孔中,用乙烷萃取的AFB  l ,并與結合了辣根過氧化酶的AFTB 1 混合室溫下10min后,用水洗除去未結合的黃曲霉共軛物,加底物后在405nm檢測。ELISA法靈敏度高,比薄層法提高了近200~500倍 [1,5] ,特異性強,熒光物質、色素、結構類似物對結果無干擾。而且回收率高,準確性好,提取方法簡單,測定時間僅需2h,可同時檢測幾十份樣品,提高了工效。

   2 比較與應用
    
  2.1 關于酶聯免疫法與薄層層析法的比較 AFT的檢測有簡易的方法,但不能定量;也有復雜的方法、可以定量,但不易推廣。由于高效液相色譜法雖然具有快速、靈敏度高、準確、自動化等優點,但因儀器價格昂貴,難以在基層推廣。故在此僅將最常用的薄層層析法與酶聯免疫法進行一下比較。
   
  薄層層析(TLC)是最初被用于檢測AFB 1 的標準分析方法,在酶聯免疫吸附法建立之前,國家標準一直采用薄層層析法作為測定AFB 1 的基本方法。TLC測定AFB 1 ,其步驟多,耗費大量試劑,干擾因素多,測定一個樣品要2~3天時間,靈敏度低,熒光強度的目測精確性較差,僅能半定量且操作人員要直接接觸毒素和接觸大量有潛在危害的有機溶劑,不適于大批量樣品的快速檢測。從幾十年的實踐中總結得出這種方法的主要不足之處是靈敏度不高,特異性不強和安全性能較差。
   
  ELISA法是近年快速發展起來的一項實用新技術,它利用抗原和抗體的免疫反應和酶的高效催化作用進行定性定量測定,其特異性強,靈敏度高,分析速度快,并可簡化提取和純化等步驟,在微量毒害物質的檢測中已得到廣泛應用。由于ELISA法中酶的活性較敏感,某些特殊樣品,如葡萄酒類、含鹽量高的醬油、含脂量高的食用油等,在提取時要進行調pH值、脫鹽、脫脂處理,以免對酶活的影響,提高測定的準確性。
   
  酶聯免疫法對AFB 1 的最低檢出濃度為0.01μg/kg,比薄層分析法檢測靈敏度高500倍,而且,由于單克隆抗體本身具備的強特異性,定量分析和定性分析等于同時完成,所對呈陽性結果的樣品不必再做確證試驗,檢測結果準確穩定。其它熒光物質、色素、結構類似物對檢測無干擾,整個測定過程僅需2h,并且一次可同時測定幾十份樣品。在樣品提取時,也因此適當簡化了反復純化、分離的步驟,適合處理批量樣品。此外,用酶免疫法檢測法時,使用者對照標準抑制曲線用數值插入法計算結果,可以避免因接觸標準毒品受到的傷害。ELISA測定AFB  l 已于1989年首先在美國公職分析家協會獲得通過,被列為國際上公認分析方法。

   2.2 AFT檢測的應用研究 (1)在食品衛生檢驗中的應用。國內在20世紀90年代中期也開展了ELISA檢測AFB 1 的應用研究 [6~8] ,取得了很好的效果,顯示出了方法簡便易行,耗時少,特異性強,靈敏度高的特點,對于大量樣品的篩選檢測尤為適合。路戈等 [7] 用單克隆抗體酶聯免疫測定方法與薄層層析法對比檢測了糧油樣品,TLC法檢測結果表明,在方法靈敏度下(5ng/g)所檢樣本中均無AFB 1 檢出。而這些樣品按ELISA法檢測,AFB  l 檢出率為96%,含量在0.05~2.20ng/g之間。ELISA法的檢測靈敏度遠高于TLC法。陳蘭明等 [8] 認為AFB  l間接競爭抑制ELISA(IDC—ELISA)定量分析法傳統TLC法更具有簡便、經濟的特點,它不僅適用于大批量樣品的快速檢測,而且具有投入商品化生產及“家用化驗”發展的潛力。劉冬兒 [9] 用酶聯免疫吸附分析法測定食品中的AFB  l ,線性范圍0.25~5.0ng/ml,檢測靈敏度達0.015μg/kg,比薄層色譜法提高300~400倍,回收率大于89.2,精密度大于7.67%。整個測定過程僅為4h,大大縮短了檢測時間。筆者 [10] 也曾采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測啟東地區106例玉米樣品中的AFT含量,并 與常規薄層層析法進行了比較,結果證明ELISA法優于薄層層析法。ELISA法檢測的含量均高于薄層層析法,且未出現假陰性現象,顯示ELISA法具有特異性和高靈敏性。該法為食品衛生檢驗、為肝癌高發現場糧食中AFT的監測及防霉去毒研究等提供了一個良好的技術手段,具有較好的應用前景。(2)在肝癌病因與預防中的應用。迄今為止,AFT的致肝癌性在動物實驗研究中已沒有人懷疑。但在人類中的研究由于缺乏直接的證據而尚不能充分肯定,不過人類食物中AFT的普遍污染是人肝癌發生的可能因素的觀點已得到了廣泛的承認。目前認為測定AFT白蛋白(AF-Alb)化合物可以作為攝入AFT的體內指標;并經全球眾多的研究證實AF-Alb是一個用于估計AFT暴露水平很好的標記 [11] 。
   
  AFT暴露的生物標記是基于對人類中這些化合物的了解而建立起來的。生物標記水平的改變可用來評價干預的有效性。例如,旨在降低AFT攝入的一級預防干預措施應當能夠導致所有生物標記水平的下降。此外,檢測個體AFT代謝情況的能力意味著,還能評價設計用來改變AFT代謝的化學預防劑的有效性。Qian等 [12] 在上海、Kensler等 [13] 在啟東、Wang等 [14] 在扶綏進行的多項關于肝癌化學預防的實驗,也均借助于免疫吸附柱純化等AFT檢測技術,并應用于受試者尿樣或血樣的分析,來評價預防干預的效果。
     
  參考文獻
    
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