近年来,水产市场需求的不断增长和野生渔业的捕捞限制推动了水产养殖的快速发展,渔业养殖已发展成为食用鱼类的重要来源,贡献了全球近50%的鱼类产量。然而,养殖鱼类密度高,环境潮湿,渔业生态系统通常很脆弱,容易受到传染病的影响,为了降低风险和减少损失,抗生素的使用成为了水产养殖中预防和治疗细菌感染的有效手段。此外,一些渔场主还非法使用抗生素,将抗生素添加到饲料中以促进鱼类生长,追求更高的经济效益。抗生素药物使用不当,包括超范围使用和过量使用,很容易导致其在环境中和可食性动物体内残留过量,长期暴露会危及人类健康。由于抗生素多达数百种,现有的方法很难实现在短时间内对所有抗生素药物的全面检测,通常都是针对残留风险较高的几类抗生素药物,包括β-内酰胺类、磺胺类、四环素类、喹诺酮类和酰胺醇类等。尽管目前有一些基于色谱的仪器分析方法能同时对多类抗生素进行分析,但受限于昂贵的仪器设备,专业的技术人员要求和复杂的样本前处理过程,它们不适用于现场和大量样本的筛查。
本研究开发了一种基于胶体金的多通道免疫层析免疫传感试纸,它能同时检测养殖鱼中包括β-内酰胺类、磺胺类、四环素类、喹诺
图1 多通道免疫传感试纸结构示意图(a)和原理示意图(b),以及手持读数仪(c)
酮类和酰胺醇类在内的五类共83种高残留风险抗生素药物。选用五个具有广谱特异性的单克隆抗体(受体)作为五类抗生素药物分子的识别受体,实现了传感试纸对五类抗生素的精准和灵敏识别,再结合经济性高和稳定性好的金纳米粒子作为信号传导材料,保证了传感试纸在实际样本检测中
的可靠性。通过对传感试纸制备和测试条件的优化,使得样本只需进行简单的前处理就可用于测试,大大缩短了检测时间。研究结果表明,该方法对鱼类中大多数抗生素药物残留具有非常好的检测性能,检测限均符合各国或组织对鱼类中相关抗生素制定的最大残留限量要求。该方法经济,简便,能快速地同时定量筛查几类具有较高残留风险抗生素药物的方法,对于养殖鱼中抗生素药物残留的监测和监管具有十分重要的意义。
图2 以青霉素(PCG), 磺胺二甲嘧啶(SM2), 四环素(TC), 恩诺沙星(ENR), 和 氯霉素(CAP)为代表的五类抗生素的多通道免疫层析传感试纸测试图
图3 多通道免疫层析传感试纸测定鱼肉中五种抗生素(PCG、SM2、TC、ENR和CAP)的标准曲线
相关论文发表在 Nano Research上,江南大学博士研究生雷咸禄为文章的第一作者, 胥传来教授和匡华教授为通讯作者。
原文链接:http://www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-022-4762-z