我院陳翊平教授課題組在多種抗生素殘留檢測的研究中取得進展
1.研究背景
食品安全關系廣大人民群衆身體健康，是一項重要的民生工程。2018年上海複旦大學公共衛生學院有關“江浙滬兒童普遍暴露于多種抗生素”的研究報告顯示：華東地區60%的兒童尿液中含畜禽類抗生素!抗生素濫用導緻的食品安全問題也再一次被推到風口浪尖。
在我國，不同種類的抗生素限量标準不同，我國農業部公告的《動物性食品中獸藥最高殘留限量》（第235号）中，對食品中抗生素殘留量作了明确規定：磺胺（總量）、土黴素在所有食品動物肌肉中殘留限量為100 μg/kg；磺胺二甲嘧啶在牛奶中殘留限量為25 μg/kg；氯黴素及其鹽、酯為禁止使用的藥物，在動物性食品中不得檢出。因此，要實現食品中多種抗生素的同時檢測，一方面需要該分析方法具有很高的靈敏度，實現對痕量的禁用抗生素的檢測，同時也需要線性範圍比較寬，實現對濃度比較大，限用抗生素的檢測。
食品中抗生素殘留定性定量分析的主要手段是微生物檢測法、儀器分析法和免疫分析法，但在靈敏度、線性範圍、易操作性等方面無法滿足多種抗生素殘留的檢測需要。磁納米免疫傳感器是一種将納米磁顆粒優異的磁學性質與免疫分析高特異性和高靈敏度相結合的生物傳感器，具有檢測速度快、靈敏度高、操作簡單、适合現場快速檢測等優點，是一種較為新穎的食品安全檢測手段。
基于上述問題，陳翊平教授課題組構建了一種能夠線性可調檢測食品基質中多種抗生素殘留的磁納米免疫傳感器。通過點擊反應在不同粒徑的聚苯乙烯微球（Polystyrene beads，PS）上面組裝納米磁顆粒，因為不同粒徑的PS微球表面偶聯的納米磁顆粒的數量不同，因此可以制備不同磁信号強度的磁探針，從而實現線性範圍的大幅度調節（pg/mL-μg/mL），具有檢測濃度範圍跨度大的特點。針對不同目标物的濃度不同，選擇不同的磁信号探針，進行可以實現濃度範圍不同的多種抗生素殘留的檢測。
2.相關研究工作：線性範圍可調磁弛豫時間免疫傳感器的構建及在多種抗生素殘留分析中的應用
（1）研究方法
通過點擊反應配體分子Terazine (Tz)和trans-cyclooctene (TCO)之間的特異性反應，将30 nm磁納米顆粒（MNP30）可控組裝到PS微球上，形成複合結構的磁信号探針PS-MNP30，通過改變PS微球的粒徑，在PS微球表面可控組裝不同數量的納米小磁顆粒，制備不同信号強度的磁信号探針，進而實現不同抗生素檢測範圍的線性可調（µg/mL - pg/mL）與高靈敏檢測。結合免疫磁分離技術，構建以PS-MNP30為磁探針進行信号讀出的磁弛豫時間免疫傳感器，可以實現快速、高靈敏、線性範圍可調地定量分析檢測多種分析物（圖1）。該傳感器首次通過點擊化學可控組裝納米小磁顆粒作為多用途磁信号探針，用于食品中最大殘留限量等級不同的抗生素（氯黴素，磺胺和土黴素）的分析，實現從pg/mL到µg/mL高靈敏定量檢測多種抗生素，具有快速、高靈敏、寬檢測範圍等優點，在食品安全檢測、生物醫學診斷等方面具有廣闊的應用前景。
圖1線性可控調節磁免疫傳感器的原理圖
（2）實驗結果
本工作首先對MNP1000, MNP30, PS1000, PS1000-MNP30在0.01T的磁分離性能進行了比較，發現僅MNP1000能在短時間内分離完全，且磁信号發生顯著變化（圖2 A, B）。然後通過TEM和DLS對合成的PS-MNP30進行了表征，發現偶聯前後，粒徑發生了顯著的變化（圖2C-H）。此外，通過研究T2值與PS-MNP30偶聯物的關系，證明了粒徑大的PS微球能夠偶聯更多的MNP30，這是本方法定量檢測及線性分析的基礎（圖3 A）。在此基礎上，本工作構建了磁弛豫時間免疫傳感器（MRS），通過不同的PS-MNP30磁探針對三種常見的抗生素進行了定量檢測，均具有良好的線性關系，實現了線性可調檢測（圖3 B）。最後，我們對實際樣品進行了檢測，并與HPLC-MS進行了方法學比對（圖4），結果表明，本傳感器在抗生素殘留檢測方面具有良好的準确性。
圖2磁探針的表征
圖3 MRS傳感器用于線性可調檢測不同種類的抗生素
圖4真實樣品中抗生素殘留的檢測
（3）論文相關信息：
論文獲資助信息：National Key R&D Program of China (Grant No. 2018YFC1604001), and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. 2662019PY005)
通訊作者信息：陳翊平（E- mail: chenyiping@mail.hzau.edu.cn.）
論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acssensors.9b00900
審核人：陳翊平
