基于金纳米棒的有机磷农药等离子体ELISA方法的建立

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有机磷农药(OPTs)是指一类含有磷原子的有机磷酸酯类化合物,作为一类广谱、高效、易降解且廉价的杀虫剂和除草剂正在被广泛应用于农牧业生产。但其在动物机体内会使乙酰胆碱酯酶(ChE)磷酸化,从而抑制其分解乙酰胆碱(ACh)的活性,使得ACh在机体内大量蓄积,从而引起中枢神经系统中毒症状,对机体产生严重的毒害作用。因此,建立简单、快速和超灵敏的多残留有机磷农药检测技术成为近年来的研究热点。目前,免疫学检测技术由于其简单快速、超灵敏、低成本和适合多样本检测等优势,已经逐步成为一种应用广泛的农残检测手段。甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷都属于O,O-二甲基硫代磷酸酯类化合物。甲基对硫磷属于广谱杀虫剂,倍硫磷是消灭臭虫效果最好的药品,杀螟硫磷对水稻大螟、二化螟等害虫有特效,三种农药在实际生产中应用非常广泛。所以,本研究以甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷三种有机磷农药为研究对象,利用可以能识别三种农药的宽谱特异性单克隆抗体,通过种子生长法制备纵向局域表面等离子体共振吸收峰(LLSPR)在750 nm左右的金纳米棒(AuNRs),运用EDC法活化羧基磁珠并与检测抗原共价结合,制备磁珠检测原探针,利用抗原抗体之间的特异性反应,分别建立三种检测方法分别是:间接竞争ELISA(ic-ELSIA)、基于TMB2+蚀刻AuNRs介导的多色等离子体ELISA(AuNRs-p-ELISA)和基于TMB2+蚀刻AuNRs介导的免疫磁珠ELISA(AuNRs-IMBs-p-ELISA)检测方法,实现了三种有机磷农药在果蔬中的定量检测。对建立的传统ic-ELISA方法进行5个条件的优化,分别得到针对甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷的三条标准曲线。其标准曲线的线性回归方程分别为y1=36.947x-135.75、y2=38.275x-145.75和y3=32.275x-123.04;相关系数为R21=0.9935、R22=0.9982和R23=0.9979;根据标准方程计算出甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷三种有机磷农药的IC50分别是106.53、130.11、229.84 ng/mL;最低检测限分别为8.81、11.73和13.25 ng/mL;三者在白菜、雪梨和大米中的平均回收率分别为103.14%、92.96%、74.70%,105.02%、77.44%、63.50%和79.83%、98.87%、76.13%。本实验所建立的ic-ELISA检测方法可以用于果蔬食品中三种有机磷农药的实际样品检测。利用TMB2+可以蚀刻AuNRs,使AuNRs的纵向表面等离子体共振吸收峰(LLSPR)发生蓝移,从而引起溶液眼观颜色的变化而建立基于TMB2+蚀刻AuNRs介导的裸眼半定量ELISA检测方法。并对该方法的3个主要条件进行优化,得到针对甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷的三条标准曲线。该方法针对三种有机磷农药的线性回归方程和相关系数分别为:y1=0.0188x+3.0082、R21=0.9822,y2=0.0215x+2.5467、R22=0.9526和y3=0.0189x+3.4365、R23=0.9874;相应的IC50值分别为71.61、45.99和208.00 ng/mL;最低检测限分别为2.42、0.95和6.52 ng/mL;甲基对硫磷在白菜、雪梨和大米中的平均回收率分别是90.55%、102.29%和69.11%;杀螟硫磷在白菜、雪梨和大米样品中的平均回收率为108.91%、91.51%和76.57%;倍硫磷在白菜、雪梨和大米样品中的平均回收率为78.66%、90.94%和69.50%。羧基磁珠与检测抗原通过共价结合制备磁珠探针代替传统的直接抗原包被,建立基于TMB2+蚀刻AuNRs介导的免疫磁珠裸眼半定量ELISA检测方法。并对主要条件进行优化,得到针对甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷的线性回归方程和相关系数分别是y1=-49.464x+316.22、R21=0.9684,y2=-55.412x+355.5、R22=0.9769和y3=-53.762x+350.08、R23=0.9895,三者的IC50分别为37.45、61.86和68.80 ng/mL;最低检测限分别为1.31、3.10和3.15 ng/mL;甲基对硫磷在白菜、雪梨和大米中的平均回收率分别是104.02%、113.33%和79.67%;杀螟硫磷在白菜、雪梨和大米样品中的平均回收率为104.19%、91.05%和70.19%;倍硫磷在白菜、雪梨和大米样品中的平均回收率为100.86%、88.65%和70.76%。本研究针对甲基对硫磷、杀螟硫磷和倍硫磷建立的三种检测方法均能满足我国及欧盟国家对水和食品中OPTs最大残留限量(MRL)的检测要求。
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