Biacore在食品安全领域中的应用——三唑磷农药残留检测方法开发

“民以食为天，食以安为先”。随着人民生活水平从温饱进入小康，食品安全问题逐渐成为人们关注的焦点。尤其是近年来问题牛奶、瘦肉精，地沟油、注胶虾、农药超标事件等食品安全事件频发，直接影响到人民的生命安全，使得我国乃至全球的食品安全形势十分严峻。引发食品安全的因素有很多：化学污染，生物毒素，微生物危害以及农残或者兽药残留等都会引起恶性的食品安全事件，造成巨大的社会影响和经济损失。而在我国农药和兽药残留，环境污染物和真菌毒素等污染尤为严重，因此，除了法律上管控食品安全问题外，更需要科学地开发灵敏、方便，可靠的检测方法。

在农业生产中，由于滥用有机磷杀虫剂（OPPs），导致大量农药残留在水体、农产品中，进而危害人类的健康。三唑磷（Triazophos）作为广普性有机磷杀虫剂，广泛应用于粮食、果蔬等农产品的生产上。因此检测环境和农产品中三唑磷的残留，对于水源和食品安全等都非常重要。目前常规的检测三唑磷残留的方法主要是层析法和质谱法，但是这两种方法都需要长时间的样品前处理，检测流程繁长，而且需要经验丰富的检测人员。因此，开发出灵敏度更高、更便捷快速的检测方法十分必要。

最近浙江大学农药与环境毒理学研究所朱国念教授的团队，基于三唑磷特异单抗和Biacore T200，开发出了快速检测三唑磷的新方法。该方法能够将农残的检测限降至0.096ng/ml，相较于现有的方法下调了近三个数量级。同时利用这种方法检测了蔬菜、水果等农产品以及环境中三唑磷的残留量，并且检测结果与LS-MS的检测结果完全一致。充分体现了这种新方法的有效性和实用性。这个方法的详细结果发表在了Science of the total Environment杂志上，下面小编就给大家详细介绍一下这种方法。

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Biacore 检测三唑磷方法开发

将三唑磷的抗体偶联在CM7的芯片上，BiacoreT200实时监测三唑磷的结合和解离。所有数据在线扣除参比通道和零浓度。

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Biacore对三唑磷最低检测限确定

为了进行三唑磷的浓度检测，首先建立了0.06-64 ng/ml的三唑磷的浓度曲线。所得数据的error bars都非常的小，EC20-EC80的线性范围在0.98-8.29 ng/ml。最低检测限（LOD）更是低到了0.096 ng/ml，比三明治ELISA法整整下调了1000倍。由于Biacore方法非常灵敏，而且几乎可以将所有的噪音进行在线扣减，较高的信号/噪音比非常适合小分子的检测。

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芯片稳定性与重复性检测

为了检测所建立的Biacore方法的稳定性，朱老师课题组还进行了芯片稳定性的检测。如图所示：进行125次再生之后，32 ng/ml的三唑磷的信号值波动率小于2.5%，检测值基本在10.2 Ru左右。在长达7天的检测中共再生循环了160次， 数据的波动率也只有10%，无论是芯片的稳定性还是方法的稳定性都非常的好，稳定性对于农残重复检测非常重要，而Biacore检测方法不但稳定而且大大的节省了耗材。

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Biacore方法与传统质谱在三唑磷检测结果中的对比

为了比较Biacore方法和其他方法检测灵敏度，特别是GC-MS检测方法，选取了18个样品进行检测比较。其中有7个样品检测到了三唑磷，其含量范围在11.8-64.7 ng/g。这个结果和GC-MS检测的结果非常的类似：11.3-67.6 ng/g。两种方法的一致性更加说明了Biacore 方法的可靠性。

总结

食品安全关系民生大计，无疑需要健全的法规，严格的把控以及灵敏、可靠的技术进行全面的管控。而现有的技术手段常常做不到直接，便捷、快速、灵敏。中国生物技术发展中心于2018年1月5日发布了国家重点研发技术，其中“食品安全关键技术研发“的重点项目多达20多个，资助经费达到4.32亿，国家重视可见一斑。这篇文章无疑全方面的展示了Biacore在食品检测中的应用，提供了全面而又详实的检测方法和实验结果，同时也提供了Biacore在食品安全检测方面或是农残检测方面的新思路：

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Biacore直接检测法灵敏，快速。将三唑磷的单抗偶联在芯片上，流进待检测样品就可检测出样品中是否含有三唑磷。通过标准曲线的比对也可以检测出样品中三唑磷的具体含量。实验室常规的检测方法层析法和质谱法，检测灵敏度高、精准，但是样品前处理时间长，仪器昂贵、检测步骤繁杂、需要经验丰富的工作人员进行操作；而常用的ELISA等免疫法为非直接检测法，背景信号干扰大，可信度比较低，常需要有经验的工作人员进行操作和数据判断。Biacore 的检测直接，快速，灵敏。甚至用Biacore检测三唑磷的最低检测限（LOD）比常规方法整整下调100倍以上。

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Biacore 直接检测法更可靠。灵敏的Biacore 方法几乎可以在线将所有的噪音值进行扣减，较高的信号/噪音比非常的适合残留物的检测。对18个食品的样品进行检测时，采用了Biacore方法和GC-MS的方法进行了比较，检测的结果几乎一致，充分说明了Biacore 方法的可靠性。同时还直接检测了各种蔬果和水质中的三唑磷的含量，即使这些样品稀释10-20倍，依然可以检测出这些样品中三唑磷的含量，也说明了Biacore 方法的可靠，灵敏。

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Biacore直接法重复性好，节省耗材。Biacore的芯片重复检测是方法可靠以及检测成本的重要考量因素。在芯片的使用过程中，重复再生使用了160次之后，检测数据的波动率也只有10%，因此偶联了蛋白的芯片可以重复使用160次以上，这大大节约了检测所需的耗材，降低了检测成本。Biacore优良的性能，较高的灵敏度，可靠的检测数据和稳定的重复性都为食品安全的检测提供了更多可能性。

除了在农残检测中的应用之外，Biacore在食品领域的应用还有很多，如惠氏奶粉用Biacore 检测生物素、叶酸等微量元素；天津科技大学的老师利用Biacore开发出了检测三聚氰胺的方法；天津科技大学的老师用Biacore来检测抗生素；中国农科院和暨南大学的老师用Biacore来检测廋肉精等等。所以说Biacore其实与我们的日常生活息息相关，说不准你吃过的食物中，就有用Biacore检测的哟！

参考文献：

Guo Y, Liu R, Xiang D, Zhu G., 2017. A non-competitivesurface plasmon resonance immunosensor for rapid detection of triazophosresidue in environmental and agricultural samples. Science of the total Environment 613-614(2018)783-791