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苏丹红I直接竞争ELISA检测方法的研究
作者:裘雪梅,谢少霞,涂顺,吴前辉,刘仁荣*     
作者单位:(江西科技师范学院·生命科学学院,江西 南昌330013)

《时珍国医国药》 2010年 第10期

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       【摘要】 
       苏丹红的快速检测方法是应用于快速、高效的检测食品中苏丹红含量的有效方法,利用本实验室获得的苏丹红I单克隆抗体,合成了HRP酶标记苏丹红I抗体,同时合成了HRP酶标记苏丹红I抗原, 分别建立了苏丹红I直接竞争ELISA的检测方法,为苏丹红I的快速检测方法提供了依据。
       【关键词】  苏丹红Ⅰ; 直接竞争;ELISA;检测
       苏丹红是一种人工合成的红色亲脂性偶氮化合物,主要包括Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ 4种类型,常应用于诸如油彩、蜡、地板蜡和香皂等化工产品中的一种非生物合成着色剂,一般不溶于水,易溶于有机溶剂[1~4]。苏丹红是一种工业染料,中国和欧盟等全球多数国家都禁止苏丹红用于食品生产[3]。目前苏丹红检测的方法包括国标的检测法都比较耗时,毒性较大[5,6],采用苏丹红I单克隆抗体连接HRP酶制成酶标抗体,以及苏丹红I抗原上连接HRP酶,进行苏丹红的直接竞争ELISA法检测,能简化间接竞争ELISA操作步骤,达到快速检测的目的,具有较广阔的应用前景。
       1材料
       苏丹红I单克隆抗体、羧基化苏丹红I由本实验室自制;辣根过氧化物酶(HRP),生化试剂,上海源聚生物科技有限公司;高碘酸钠,硼氢化钠均为sigma公司产品;Amersham Bioscience蛋白纯化系统;酶标仪Thermo Multiskan MK3;Costar96 孔酶标板购自上海;移液枪,eppendorf公司;紫外分光光度计购自美国PerkinElmer公司。
       2方法
       2.1抗体的纯化取1 ml腹水,在10 000 r/min,4℃离心10 min,去细胞残渣及脂肪,加入2 ml,0.06 mol/L,pH5.0乙酸buffer,用0.1 mol/L的HCl或1 mol/L的NaOH调pH至4.5,逐滴加入辛酸,每1 ml腹水加33 μl,室温搅拌30 min,4℃静置2 h,然后离心,4℃ 10 000 r/min 离心30 min,弃沉淀,用0.45μl滤膜过滤,上清加1/10体积的pH 7.4 0.1 mol/L PBS,用1 mol/L的NaOH调pH至7.4,于4℃冰浴中,30 min内加入0.277 g/ml的(NH4)2SO4,使之达到45%饱和度,静置过夜,4℃ 5 000 r/min离心15 min,弃上清,沉淀溶于PBS中,透析后即得到纯化的抗体。
       2.2HRP酶标苏丹红I抗体的制备称取5 mg HRP,溶于0.5 ml水中,加入新鲜配制的0.06 mol/L的NaIO4 0.5 ml,置冰箱30 min,然后取出加入0.06 mol/L乙二醇水溶液0.5 m l,室温放置30 min,加入含5 mg抗体的水溶液1ml,混匀并透析,用0.05 mol/L,pH9.5碳酸缓冲液搅拌透析6 h,吸出加入5 mg/ml NaBH4,0.2 ml冰箱放置2 h[1],最后用凝胶层析过滤的方法,将酶标抗体分离出来。
       2.3HRP酶标苏丹红I抗原的制备苏丹红I-BSA抗原的制备, 8.2 mg/ml BSA 0.5 ml加入5个不同浓度的羧基化苏丹红I(浓度分别为0.5,0.25,0.125,0.062 5,0.031 25 mg/ml)各0.5 ml,再加入EDAC 1 mg,16℃反应4 h,用纯净水透析过夜回收,加粉末状NaHCO3调至pH8.5备用,紫外扫描,根据其在280 nm和486 nm的吸光值、苏丹红I和蛋白质在这二种波长下的摩尔消光系数,按公式按公式CSudanI/CBSA=(OD280×KBSA,486-OD486×KBSA,280)/(OD486×KSudanI,280-OD280×KSudanI,486)计算偶联产物的摩尔比[7]。称1.5 mg HRP溶于0.15 ml水中,加入0.04 M NaIO4 0.15 ml,冰箱放置30 min,加0.16 M 乙二醇0.5 ml放置30 min,分别加入5种苏丹红I-BSA抗原 0.5 ml,16℃摇床反应4 h,用0.1 mol/L NaHCO3溶液透析过夜,取出即为制好的HRP酶标记的苏丹红Ⅰ抗原。
       2.4标准曲线的建立采用方阵滴定的方法确定最佳的抗原包被浓度、抗体包被浓度,以及酶标抗体及酶标抗原的使用浓度,建立苏丹红I直接竞争ELISA 的标准曲线。
       2.4.1HRP酶标苏丹红I抗体直接竞争ELISA法用pH=9.6的碳酸盐缓冲液将苏丹红一号人工抗原(sudan I-BSA)稀释至2.0 μg/ml, 包被酶标板, 100 μl/孔, 4℃包被过夜; 弃去包被液后加入5%脱脂乳, 37℃封闭1 h, PBST洗板4次; 先加入35%甲醇水稀释的苏丹红1号标准品50 μl(浓度分为1 000,500,250,125,62.5,31.25,15.625,0 ng/ml), 然后加入50 μl稀释200倍的苏丹红Ⅰ-HRP, 37℃温育40min, PBST洗板4次; 加入四甲基联苯胺(TMB)显色, 100 μl/孔, 37℃避光显色10 min, 取出每孔加50 μl 2 mol/L硫酸终止反应, 酶标仪测定OD450, 计算结合率,并绘制标准曲线。
       2.4.2HRP酶标苏丹红I抗原直接竞争ELISA法包被纯化后的苏丹红I单克隆抗体,至浓度为4.0 μg/ml, 100 μl/孔, 4℃包被过夜,弃去包被液后加入5%脱脂乳, 37℃封闭1h, PBST洗板4次,先加入35%甲醇水稀释的苏丹红I号标准品50 μl,然后加入稀释5 000倍的酶标苏丹红抗原,37℃温育40 min, PBST洗板4次; 加入四甲基联苯胺(TMB)显色, 100 μl/孔, 37℃避光显色10 min, 取出每孔加50 μl 2 mol/L硫酸终止反应, 酶标仪测定OD450, 计算结合率,并绘制标准曲线。
       3结果
       3.1纯化抗体浓度的确定采用紫外分光光度计扫描估算抗体的浓度,并用方阵滴定的方法确定抗体的效价。酶标记所用的抗体浓度为5 mg/ml,抗体效价为1∶64 000。
       3.2HRP酶标苏丹红I抗体层析分离图谱图1是采用Amersham Bioscience蛋白纯化系统,将酶连接抗体,未连接的酶和抗体用葡聚糖凝胶分离的图谱,其中403 nm是HRP的吸收峰,280 nm是蛋白质的吸收峰,从图1可知,采用高碘酸钠法酶标记抗体,凝胶层析分离首先分离出来的是已标记上的抗体,然后分离出未连抗体的酶,即在170~175 min内收集到是HRP标记的抗体,在201~205 min内收集到是未标记上的HRP。
       3.3sudanI-BSA抗原紫外扫描图
       由图2可知,不同浓度的苏丹红与同浓度的BSA反应,扫描可见产生叠加峰,对照图3中的苏丹红Ⅰ和BSA紫外扫描图可以明显看出。也可证明此法将苏丹红与BSA成功相连,为下一步合成酶标记苏丹红Ⅰ抗原作准备。采用高碘酸钠法将5种不同浓度的的苏丹红抗原分别与HRP相连接,ELISA检测其阻断效率,发现4号样品(CSudanI/CBSA=2.09∶1)的阻断率最高,用该样品做标准曲线。图1HRP酶标苏丹红Ⅰ抗体层析分离图谱图2苏丹红Ⅰ-BSA人工抗原紫外描图图3苏丹红Ⅰ和BSA紫外描图
       3.4标准曲线
       3.4.1酶标抗体法标准曲线图4为酶标抗体法直接竞争检测苏丹红I标准曲线,IC50为322 ng/ml。
       3.4.2酶标抗原法标准曲线图5为采用酶标抗原的方法进行的苏丹红直接竞争ELISA法检测标准曲线, IC50为47.5 ng/ml。
       4讨论
       近年来,人们对食品安全的意识不断提高,而相继报道的食品安全事件给食品安全检测敲响了警钟,苏丹红就是常见的工业染料用于食品的例子。然而诸多传统的检测方法不仅操作复杂,费时,而且毒性大,价格昂贵。针对以上不足,本实验室尝试用免疫学检测法来检测苏丹红I,首先成功获得了苏丹红I单克隆抗体,在此基础上建立了苏丹红I间接竟争ELISA检测方法,检测范围达到7.8~125 ng/ml,然而间接竞争法检测步骤相对较复杂,为了简化苏丹红I免疫学检测方法,我们人工合成HRP酶标苏丹红I抗原及HRP酶标苏丹红I抗体,建立了苏丹红I直接竞争ELISA检测方法。采用化学法将HRP酶标记在苏丹红I抗体上,即保持了酶的活力,又具有抗体的效价,此法合成的HRP酶标记苏丹红I抗体作为直接法检测苏丹红I具有非常大的用途。采用化学法将HRP酶标记苏丹红I抗原,较前面的方法更稳定,保存更简便。图4酶标记抗体法直接竞争检测苏丹红Ⅰ标准曲线图5酶标抗原法直接况争检测苏丹红Ⅰ标准曲线文献报道HRP酶连接蛋白时,HRP与所连接蛋白质量比为1∶2时连接效果最佳[8,9],本实验合成HRP酶标苏丹红I抗原时,采用先合成苏丹红I-BSA抗原,苏丹红的量过量,BSA的质量为3 mg,然后用1.5 mg的HRP酶反应,反应体系符合文献数据,然而苏丹红的量本实验采用同时进行5个平行实验来摸索其最佳反应浓度,结果苏丹红浓度为0.0 625 mg/ml时连接效果最佳,BSA与苏丹红I质量比约为100∶1。
       从所作标线得知,酶标抗体法IC50较高为322 ng/ml,对于灵敏地检测苏丹红I 不利,分析其原因可能是酶标抗体在实验的过程中抗体效价会有损失,HRP酶连接的量也不多,诸多因素造成了检测的局限性,解决办法是优化HRP酶标抗体的方法,使其检测更灵敏。酶标抗原法IC50为47.5 ng/ml,因为通过BSA与HRP相连,此法可以连接相对较多的酶分子,使其具有更灵敏的检测效果。
       苏丹红I直接竞争ELISA法检测具有非常大的应用前景,本实验建立了初步的苏丹红I直接竞争ELISA检测方法,后期实验将两种酶标记物(HRP标记苏丹红I抗体,HRP标记苏丹红I抗原)的标记量提高,提高抗体及酶的稳定性,保存效果,为精确、高效和安全地检测苏丹红I提供实验依据。
       【参考文献】
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       [4]王洋,彭琨,王胜.食品中苏丹红一号的检测方法[J].粮油食品科技,2005,13:43.
       
       [5]苏小川,黄梅,甘宾宾,等.调味品辣椒粉和腌料中苏丹红Ⅰ染料的GC-MS分析[J].中国卫生部检验杂志,2005,15(9):1073.
       
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经典中医古籍

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