重金属免疫学快速检测技术研究进展

重金属免疫学快速检测技术研究进展

本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！

摘要：重金属免疫学检测技术作为一种新型检测技术，与传统检测方法相比具有灵敏、快速、携带方便、费用低的优点，可用于现场快速检测。概述近年来免疫学检测技术的最新研究进展，并对该类方法的发展趋势和在食品安全检测中的应用前景进行了展望。

关键词：重金属；免疫检测；酶联免疫吸附反应；胶体金免疫层析法；荧光偏振免疫分析法

随着全社会对食物安全和环境保护问题的关注不断提高，重金属污染已成为全球性的问题。环境污染方面所指的重金属主要指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属铜、钴、镍、锡、钒等污染物[1]。这类有毒物质通过经由食物链浓缩且在身体不断累积，主要以慢性中毒和远期效应显出毒性，存在巨大的潜在危害。据国家环保局不完全统计，全国每年因重金属污染的粮食达×106万kg，造成的直接经济超过200亿元，受不同程度重金属污染的耕地约有2000万hm2，约占耕地总面积的

1/5[2]。中国水体重金属污染问题也十分突出，江河湖库底质的污染率高达%。重金属一旦污染环境，很难自然修复，且随食物链畜积和传递，对食品安全与群众的健康造成严重威胁[3]。

因此，近年来重金属污染越来越受到到人们的重视，针对重金属常用的传统检测方法包括电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、石墨炉原子吸收光谱法(GF-ASS)、火焰原子吸收法(FASS)以及紫外分光光度法(UV)等。传统检测方法具有省时、快速、准确、灵敏的优点，是的国家重金属安全检测的金标准。传统的检测方法准确、可信度高，但往往需要大型设备仪器和专业人员操作，有一定的时间地点局限性，不适合用于快速、现场定量检测。在突发性环境污染事件检测和大范围取样实时监测时，需要建立一种灵敏、高效、快速、方便的检测方法。因此，基于单克隆抗体的制备与应用[4]的免疫学检测技术，为实现环境及食品样品中重金属的快速定量或半定量检测提供了一个有效途径。本文综合论述了近几年来重金属检测中的样品前处理及免疫学检测技术，并对今后的研究发展方向做出展望。

1 样品前处理

重金属在实际样品中往往以化合物的形态存在，

一般不能进行直接检测。这就需要在检测前进行样品前处理来除去干扰因素，并使金属离子被释放到液相检测环境中以便后续检测。样品前处理要求尽量完整地保留被测组分，并使被测组份得到有效浓缩。检测前选择合适的前处理方法非常重要，目前重金属残留检测中常用的样品前处理方法：湿式消解法、干灰化法、微波消解法、酸浸提法等[5]。

湿式消解法

湿消化法是通过强酸在高温条件下破坏有机质使金属离子释放出来，该方法对大多数样品适用且回收率高，但需要耗费大量强酸并有大量有害气体释放对环境和人体损伤较大。常用的酸是硝酸、高氯酸等混酸消化。干灰化法

将样品在高温下灼烧，使样品中含有的大量纤维素、蛋白质和油脂等有机物质分解挥发，仅留下矿物质灰分[6]。本方法操作简单、污染小，但消化周期长、灰化温度比较高、部分元素因为蒸发而损失掉、坩埚等材料的吸附作用导致回收率低。

微波消解法

微波消解利用微波的穿透性和激活反应能力，在密封装置，使样品温度迅速升高，加入了一定量的酸溶液，达到使样品中有机物质分解的目的[7]。Ghaedi等[8]

通过微波消解法提取重金属后，采用经表面活性剂修饰的活性碳来对重金属进行富集来降低其分析方法的检测限。Amorim Filho等[9]采用硝酸、双氧水混合微波消解式样后进行石墨炉原子吸收光谱测定抗生素中的Cd2+和Pb2+含量。

浸提法

通常为酸提取法即采用盐酸或硝酸直接浸提所需组份，其直接进样技术具有操作简便、速度快、不污染环境、避免被测元素的挥发损失等优点。李支微等[10]采用稀HCl、HNO3及H2SO4对样品进行浸提，探索蔬菜中重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+的最适浸提条件。Wei Gao等[11]采用1M NH4Ac浸提土壤中的Cd2+并进行了免疫学分析测定。

2 重金属特异性抗体的制备

自Reardan等[12]第一次通过组建In3+-L-benzyl-EDTA-BSA复合物抗原重并制备出了In3+的特异性抗体以来，国内外专家学者已通过重金属与螯合剂配位形成半抗原后，再与载体蛋白相耦联制备出完全抗原，通过免疫动物、细胞融合、阳性细胞株筛选与克隆化等过程，制备出大量的高特异性单克隆抗体[13-15]，为重金属免疫学检测技术的发展提供了基础。

3 重金属离子的免疫学检测方法

通过各研究人员对重金属残留的快速检测技术的深入研究与探讨，产生了许多快速检测方法，其中主要有酶联免疫吸附反应、胶体金试纸法[16] 、生物化学传感器方法[17-19]、荧光分析法等，免疫学检测方法具有一些传统方法不具备的优点，如方便快捷、操作简单、反应迅速、便于易携、分析成本低的特点，表明该检测方法可应用于大量样品的现场检测，也可应用于食品安全监测或环境检测方面。

酶联免疫吸附反应（ELISA）

酶联免疫吸附反应是将抗原抗体特异性免疫反应与酶催化作用相结合起来的一种检测技术，具有特异性强、灵敏度高、方便快捷、操作简单、便于易携、快速准确等优点，一般不需贵重的仪器设备，无需专业技术人员，操作简单，比较容易普及和推广。ELISA检测重金属的常用方法是间接竞争ELISA和直接竞争ELISA。

间接竞争ELISA

其原理是将制备的重金属完全抗原包被在固相载体上同时添加待检样品（竞争物）和特异性单克隆抗体，抗原与待检样品中的竞争物竞争结合单克隆抗体相同表位，酶标二抗孵育后，经底物显色，可根据标准曲

线来确定样品中待检物的含量。Wei Gao等[11]用乙二酸四乙胺(EDTA)螯合重金属Cd2+并偶联卵清蛋白(OV A)做免疫原免疫Balb/c小鼠，获得特异性单克隆细胞株4F3B6D9A1。其所得腹水型抗体纯化后用于间接竞争ELISA(icELISA)其半抑制率和抑制区间分别为ng/mL和ng/mL，除与Mn2+有%和Hg2+有%交叉外，以其他金属离子交叉反应性均小于1%。在实际样品检测中其结果与石墨炉原子吸收光谱（GFAAS）测定值其平均相关系为。Yuzhen Wang等[20]人以高特异性Hg2+单克隆抗体为基础建立icELISA方法检测水样、牛奶、青菜中的重金属Hg2+含量，该icELISA 检测范围是ng/mL，其IC50和最低检测限分别达到了ng/mL和ng/ mL。在实际样品检测时回收率为%-113%，其检测结果令人满意。

直接竞争酶联免疫吸附反应

即为一步竞争免疫检测原理为样品中的重金属离子与螯合剂螯合后与定量的重金属离子-螯合剂-酶复合物混合后竞争结合已包被在固相载体上的抗体，底物显色后可与标准曲线对比得出重金属离子浓度。Blake 等人[21]用辣根过氧化物酶（HRP）标记Cd2+-EDTA 复合物采用直接竞争免疫检测法对环境水样中的Cd2+进行检测，其检测限可达/ml，其他杂质离子