食品安全檢測(cè)儀中免疫層析技術(shù)的核心原理是抗原-抗體特異性結(jié)合+層析分離可視化,通過(guò)試紙條快速實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物(如農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、致病菌)的定性/半定量檢測(cè);假陽(yáng)性控制則需從抗體特異性、反應(yīng)體系、操作流程等多環(huán)節(jié)優(yōu)化,具體原理與控制方案如下:
一、免疫層析技術(shù)原理(以膠體金標(biāo)記為例)
免疫層析技術(shù)基于“免疫反應(yīng)特異性”與“層析流動(dòng)分離”的結(jié)合,典型試紙條由樣品墊、結(jié)合墊、硝酸纖維素膜(NC膜)、吸水墊四部分組成,核心步驟分為 3 個(gè)階段:
1. 樣品預(yù)處理與層析啟動(dòng)
待檢測(cè)樣品(如蔬菜汁、牛奶、血清)經(jīng)簡(jiǎn)單預(yù)處理(如離心去雜質(zhì)、緩沖液稀釋)后,滴加至試紙條的樣品墊;
樣品在毛細(xì)作用下,沿試紙條向吸水墊方向流動(dòng),途中先經(jīng)過(guò)結(jié)合墊—— 結(jié)合墊預(yù)先吸附了“膠體金標(biāo)記的特異性抗體”(金標(biāo)抗體,如抗克倫特羅單克隆抗體),樣品中的目標(biāo)抗原(如克倫特羅)會(huì)與金標(biāo)抗體發(fā)生特異性結(jié)合,形成“抗原-金標(biāo)抗體復(fù)合物”。
2. 特異性結(jié)合與信號(hào)顯示
復(fù)合物隨樣品繼續(xù)流動(dòng)至硝酸纖維素膜(NC膜) ,NC膜上預(yù)先固定了兩條關(guān)鍵線條:
檢測(cè)線(T線):包被有“針對(duì)目標(biāo)抗原另一表位的捕獲抗體”(如抗克倫特羅多克隆抗體),可與“抗原-金標(biāo)抗體復(fù)合物”再次結(jié)合,使復(fù)合物在T線處富集 —— 因膠體金呈紅色,T 線會(huì)顯現(xiàn)紅色條帶,條帶顏色深淺與樣品中抗原濃度正相關(guān)(濃度越高,顏色越深,半定量依據(jù));
質(zhì)控線(C線):包被有“針對(duì)金標(biāo)抗體的二抗”(如抗鼠IgG抗體),無(wú)論樣品中是否有目標(biāo)抗原,金標(biāo)抗體都會(huì)與C線的二抗結(jié)合并顯色 ——C線顯色證明層析過(guò)程正常、試劑有效,若C線不顯色,檢測(cè)結(jié)果無(wú)效。
3. 結(jié)果判讀(定性檢測(cè)為例)
陽(yáng)性結(jié)果:C線顯色,T 線不顯色(樣品中抗原濃度過(guò)高,競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合金標(biāo)抗體,導(dǎo)致 T 線無(wú)復(fù)合物富集);或 T 線顯色(濃度較低時(shí),部分復(fù)合物結(jié)合 T 線),顏色深淺可通過(guò)檢測(cè)儀對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)曲線實(shí)現(xiàn)半定量(如“+”“++”對(duì)應(yīng)不同濃度范圍);
陰性結(jié)果:C線顯色,T線清晰顯色(樣品中無(wú)目標(biāo)抗原,金標(biāo)抗體未結(jié)合抗原,直接與 T 線捕獲抗體結(jié)合顯色);
無(wú)效結(jié)果:C線不顯色(無(wú)論 T 線是否顯色),說(shuō)明層析失敗或試劑失效,需重新檢測(cè)。
二、假陽(yáng)性產(chǎn)生原因(核心誘因)
假陽(yáng)性指“樣品中無(wú)目標(biāo)抗原,卻檢測(cè)出陽(yáng)性結(jié)果”,本質(zhì)是“非特異性結(jié)合導(dǎo)致 T 線誤顯色”,主要誘因包括3類:
1. 抗體特異性不足(核心原因)
金標(biāo)抗體或T線捕獲抗體,與樣品中的“非目標(biāo)物質(zhì)”(如結(jié)構(gòu)類似物、雜蛋白)發(fā)生交叉反應(yīng) —— 例如,檢測(cè)瘦肉精時(shí),抗克倫特羅抗體可能與沙丁胺醇(結(jié)構(gòu)類似的β2受體激動(dòng)劑)結(jié)合;檢測(cè)沙門氏菌時(shí),抗沙門氏菌抗體可能與大腸桿菌的表面抗原交叉反應(yīng),導(dǎo)致T線誤顯色。
2. 反應(yīng)體系干擾
樣品基質(zhì)干擾:樣品中的油脂、色素、多糖等雜質(zhì),可能吸附在金標(biāo)抗體表面,改變抗體構(gòu)象,使其非特異性結(jié)合T線捕獲抗體;或雜質(zhì)在T線處非特異性沉積,掩蓋背景,誤判為顯色;
緩沖液條件不當(dāng):pH值(如pH過(guò)高導(dǎo)致抗體變性)、離子強(qiáng)度(如高鹽環(huán)境促進(jìn)非特異性吸附)、封閉劑缺失(NC膜未用BSA封閉,殘留疏水基團(tuán)吸附金標(biāo)抗體),均可能引發(fā)非特異性結(jié)合。
3. 操作與環(huán)境誤差
樣品處理不當(dāng):如樣品稀釋倍數(shù)不足(雜質(zhì)濃度過(guò)高)、預(yù)處理時(shí)引入交叉污染(如容器殘留目標(biāo)抗原);
檢測(cè)條件失控:溫濕度異常(如溫度>30℃加速非特異性反應(yīng),濕度>80%導(dǎo)致NC膜吸潮,抗體擴(kuò)散);檢測(cè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(超過(guò)規(guī)定判讀時(shí)間,非特異性結(jié)合物持續(xù)富集T線)。
三、假陽(yáng)性控制關(guān)鍵技術(shù)與方案
針對(duì)上述誘因,需從“試劑研發(fā)-樣品處理-操作規(guī)范”全流程制定控制策略,核心措施分為4類:
1. 提升抗體特異性(源頭控制)
抗體篩選與制備優(yōu)化:
采用“單克隆抗體+多克隆抗體組合”:?jiǎn)慰寺】贵w制備時(shí),通過(guò)“細(xì)胞融合篩選高特異性雜交瘤細(xì)胞”(如僅與克倫特羅結(jié)合,不與沙丁胺醇交叉反應(yīng));T線用多克隆抗體,確保覆蓋抗原多表位,同時(shí)避免與類似物結(jié)合;
抗體純化:通過(guò)Protein A/G親和層析純化抗體,去除雜蛋白與低效價(jià)抗體,降低非特異性結(jié)合率(純化后抗體交叉反應(yīng)率需<1%)。
抗體標(biāo)記工藝優(yōu)化:
膠體金標(biāo)記抗體時(shí),控制“金標(biāo)比”(膠體金與抗體的質(zhì)量比,通常 10:1-20:1),避免抗體過(guò)量導(dǎo)致未結(jié)合的游離抗體殘留 —— 游離抗體可能直接結(jié)合 T 線捕獲抗體,引發(fā)假陽(yáng)性;標(biāo)記后通過(guò)離心去除游離抗體,確保金標(biāo)抗體純度>95%。
2. 優(yōu)化反應(yīng)體系與試紙條設(shè)計(jì)
緩沖液配方調(diào)整:
樣品稀釋液中添加“特異性封閉劑”:如BSA(牛血清白蛋白,0.5%-1%)封閉非特異性結(jié)合位點(diǎn),Tween-20(0.05%-0.1%)減少疏水吸附,EDTA(1-5mmol/L)螯合金屬離子(避免離子促進(jìn)抗體聚集);
控制pH值與離子強(qiáng)度:根據(jù)抗體適宜的反應(yīng)條件調(diào)整(如單克隆抗體合適pH7.2-7.4,用Tris-HCl緩沖液維持;離子強(qiáng)度0.01-0.05mol/L,避免高鹽)。
NC膜與結(jié)合墊處理:
NC膜選擇高孔徑均勻性的型號(hào)(如8μm孔徑),并預(yù)先用“封閉液(含BSA、蔗糖)”浸泡處理,封閉膜上的疏水基團(tuán)與殘留活性位點(diǎn);
結(jié)合墊添加“穩(wěn)定劑(如蔗糖、海藻糖)”,保護(hù)金標(biāo)抗體溫穩(wěn)定性,避免運(yùn)輸/儲(chǔ)存中變性導(dǎo)致非特異性結(jié)合。
3. 規(guī)范樣品處理與操作流程
樣品預(yù)處理標(biāo)準(zhǔn)化:
針對(duì)不同基質(zhì)制定專屬預(yù)處理方案:如檢測(cè)高脂樣品(牛奶、肉類)時(shí),先用正己烷脫脂;檢測(cè)高色素樣品(果汁、醬油)時(shí),用活性炭脫色,減少基質(zhì)干擾;
嚴(yán)格控制稀釋倍數(shù):根據(jù)檢測(cè)限(如0.1μg/kg)確定極低稀釋倍數(shù)(如 10 倍稀釋),避免稀釋不足導(dǎo)致雜質(zhì)濃度過(guò)高。
操作與判讀規(guī)范化:
環(huán)境控制:檢測(cè)溫度控制在20-25℃,濕度40%-60%,避免陽(yáng)光直射(防止抗體變性);
時(shí)間控制:嚴(yán)格按說(shuō)明書規(guī)定的“加樣后判讀時(shí)間”(如5-10分鐘)讀取結(jié)果,超時(shí)(如>15分鐘)可能因非特異性吸附導(dǎo)致T線假陽(yáng)性顯色。
4. 引入質(zhì)控與驗(yàn)證體系
陽(yáng)性對(duì)照與陰性對(duì)照同步檢測(cè):
每次檢測(cè)時(shí),同步設(shè)置“陽(yáng)性對(duì)照(已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)品)”與“陰性對(duì)照(不含目標(biāo)抗原的空白樣品)”—— 若陰性對(duì)照出現(xiàn)假陽(yáng)性,說(shuō)明試劑或操作存在問(wèn)題,需排查原因(如抗體交叉反應(yīng)、樣品污染);
特異性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn):
試劑研發(fā)階段,需用“結(jié)構(gòu)類似物、常見雜蛋白、干擾菌”進(jìn)行特異性驗(yàn)證 —— 如檢測(cè)氯霉素時(shí),驗(yàn)證氟苯尼考、甲砜霉素等類似物是否引發(fā)交叉反應(yīng),要求交叉反應(yīng)率<0.1%,確??贵w僅識(shí)別目標(biāo)物質(zhì)。
免疫層析技術(shù)通過(guò)“抗原-抗體雙特異性結(jié)合+層析分離”實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè),核心是利用抗體特異性保證結(jié)果準(zhǔn)確;假陽(yáng)性控制需從“源頭(抗體篩選)-過(guò)程(反應(yīng)體系優(yōu)化)- 終端(操作規(guī)范)”全鏈條管控,尤其需提升抗體特異性、減少基質(zhì)干擾、規(guī)范操作流程,才能確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性,滿足食品安全快速篩查的需求。
本文來(lái)源于深圳市芬析儀器制造有限公司http://www.cailizhong.cn/