農(nóng)藥殘留檢測(cè)的熒光和化學(xué)發(fā)光免疫分析方法研究

王建新 遼寧阜新氟產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)

蔡河洋 阜新中科環(huán)保電力有限公司

白雪 遼寧阜新氟產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)

劉旭 遼寧阜新氟產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)管理委員會(huì)

從古至今，人們使用農(nóng)藥消滅對(duì)農(nóng)作物造成危害的病蟲，以此保證收成。但同時(shí)，隨著農(nóng)藥的大量使用，藥物中的毒性對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和人類健康逐漸產(chǎn)生威脅。鑒于此，對(duì)于如水果、蔬菜等常見的農(nóng)作物中的農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)便顯得十分重要。起初，常用的農(nóng)藥殘留檢測(cè)方面的技術(shù)只有比色法、化學(xué)法、生物測(cè)定法幾種，雖然確實(shí)能夠檢測(cè)出殘留的農(nóng)藥，但操作起來靈敏度不高，且不具備專一性[1]。隨后，人們發(fā)明了氣相色譜分析，有效提高了檢測(cè)效果，但成本高昂，并且對(duì)專業(yè)技術(shù)的要求較高，因此只適合小范圍內(nèi)有條件的實(shí)驗(yàn)室使用。相比之下，免疫分析方法具有靈敏度較高、檢測(cè)時(shí)間較短、實(shí)用性較高等優(yōu)點(diǎn)，常用的有熒光免疫分析方法和化學(xué)發(fā)光免疫分析方法兩種。

一、熒光免疫分析方法

熒光免疫分析法指的是將免疫學(xué)反應(yīng)和熒光技術(shù)結(jié)合，同時(shí)利用前者的特異性和后者的敏感性，對(duì)特異蛋白抗原在細(xì)胞內(nèi)的分布進(jìn)行檢測(cè)。由于化學(xué)物質(zhì)本身能夠從外界吸收能量并將其加以儲(chǔ)存，以此完成到激發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)化，而當(dāng)其再?gòu)募ぐl(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化回基態(tài)后會(huì)剩余部分能量，這部分能量能夠通過電磁輻射放射，形成熒光。因此，熒光發(fā)射有兩個(gè)特點(diǎn)：其一，分子或原子自身能夠產(chǎn)生熒光，并且在接收到能量之后立刻引起發(fā)光；其二，當(dāng)能量停止供給時(shí)，分子或原子的發(fā)光現(xiàn)象隨之結(jié)束[2]。熒光免疫技術(shù)是標(biāo)記免疫技術(shù)中的一種，也是最早發(fā)展的一種，早在1940年間，國(guó)外便有學(xué)者利用熒光素對(duì)抗體進(jìn)行標(biāo)記，用于臨床中對(duì)可溶性肺炎球菌多糖抗原進(jìn)行檢測(cè)。而今，熒光免疫技術(shù)廣泛應(yīng)用，以抗原抗體反應(yīng)為依據(jù)，首先把熒光素標(biāo)記在抗原或者抗體上，而后把這種熒光標(biāo)記物作為分子探針，對(duì)細(xì)胞或者組織內(nèi)相對(duì)應(yīng)的抗原或抗體進(jìn)行檢測(cè)。在這個(gè)過程中，細(xì)胞或者組織內(nèi)的抗原抗體復(fù)合物中帶上熒光素，在相應(yīng)的熒光顯微鏡的觀察下，熒光素受到激發(fā)光而發(fā)出足夠明亮的熒光，從而達(dá)成抗原或抗體檢測(cè)目的。

二、化學(xué)發(fā)光免疫分析方法

化學(xué)發(fā)光，從字面上來看，即因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象，不過這一過程需要在常溫條件下進(jìn)行。其發(fā)光原理和熒光發(fā)射有些相似，由于化學(xué)反應(yīng)中有能量放出，某些物質(zhì)分子吸收了這些能量，完成從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)化，而當(dāng)其再次從激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)回基態(tài)時(shí)，會(huì)釋放出光子，檢測(cè)人員通過對(duì)產(chǎn)生的光子的測(cè)定以進(jìn)行定量分析?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析法則是合化學(xué)發(fā)光和免疫反應(yīng)為一體的結(jié)合物，免疫反應(yīng)是第一階段，在這一階段中，檢測(cè)人員在抗原或者抗體上用化學(xué)發(fā)光物質(zhì)或者酶作下標(biāo)記，而后經(jīng)過抗原與抗體的特異性反應(yīng)得到一種免疫復(fù)合物。接著來到第二階段，將氧化劑加進(jìn)去，經(jīng)過氧化，化學(xué)發(fā)光物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)。而在激發(fā)態(tài)形成之后，會(huì)通過發(fā)射光子來釋放能量，借此回到基態(tài)。這之間，檢測(cè)人員可以用發(fā)光信號(hào)測(cè)量?jī)x檢測(cè)發(fā)光強(qiáng)度，由于待測(cè)物質(zhì)濃度與發(fā)光強(qiáng)度之間存在著一定的線性定量關(guān)系，因此達(dá)到檢測(cè)效果[3]。

當(dāng)前，根據(jù)標(biāo)記物選擇不同，化學(xué)發(fā)光免疫分析方法可分為三種，除了化學(xué)發(fā)光免疫分析外，還有化學(xué)發(fā)光酶免疫分析和電化學(xué)發(fā)光免疫分析。而常見的標(biāo)記物主要為魯米諾類。魯米諾，又稱發(fā)光氨，常溫狀態(tài)下呈黃色晶體或米黃色粉末狀，從性質(zhì)上來說是一種較為穩(wěn)定的試劑。同時(shí)，也屬于一種強(qiáng)酸，對(duì)人體具有強(qiáng)烈的刺激性。但是由于魯米諾的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，水溶性較好，因此被廣泛應(yīng)用。法醫(yī)學(xué)上，法醫(yī)可以通過魯米諾反應(yīng)來鑒別被擦洗過或是時(shí)間久遠(yuǎn)的血跡。而在生物學(xué)上，魯米諾則可以用來檢測(cè)細(xì)胞中的銅、鐵和氰化物的痕跡。用在化學(xué)發(fā)光免疫分析法中，常常通過氧化劑使魯米諾氧化后發(fā)光，增強(qiáng)待測(cè)物質(zhì)的化學(xué)發(fā)光作用以進(jìn)行定量分析。舉個(gè)例子，農(nóng)藥中有一類為有機(jī)磷農(nóng)藥，同氨基甲酸酯類農(nóng)藥有些類似，具有一定程度的神經(jīng)毒性，在殺蟲方面起到很大的效果，但是如果被人體吸收，會(huì)對(duì)體內(nèi)的膽堿酯酶造成抑制作用，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)失調(diào)、昏迷等現(xiàn)象，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡，因而此類農(nóng)藥在農(nóng)作物中的殘留量受到嚴(yán)格的限定?？梢杂脕頇z測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的方法有很多，但是色譜法首先需要對(duì)樣品做一些預(yù)處理，不僅過程繁瑣，而且需要相當(dāng)?shù)膶I(yè)操作，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)來說十分不便；傳感器法操作則需要付出昂貴的成本費(fèi)用，且十分耗費(fèi)人力。

綜上所述，近年來，人們?cè)絹碓疥P(guān)注食品安全問題，在農(nóng)藥檢測(cè)方面也提出越來越高的要求。免疫分析作為一種主要的檢測(cè)手段，發(fā)揮了極大的作用，但同時(shí)也受到一些限制，且并非所有農(nóng)藥中的分子都能應(yīng)用免疫分析檢測(cè)，在這種情況下，熒光和化學(xué)發(fā)光技術(shù)的結(jié)合在一定程度上解決了這個(gè)問題，使得大部分農(nóng)藥殘留的檢測(cè)更為快捷、高效，提高了準(zhǔn)度。但是這也是相對(duì)而言，在實(shí)際操作中，蔬菜水果等樣品中自身帶有的部分基質(zhì)會(huì)在檢測(cè)過程中帶來輕微的干擾，對(duì)最終結(jié)果也有輕微的影響。因此在農(nóng)藥殘留檢測(cè)方面，還需要研究人員進(jìn)一步的研究，發(fā)明更加準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，提高檢測(cè)的可靠性。