免疫学在食品科学中的应用

免疫检测的原理、方法和例子

生工0902 陈志国 0909030201

1.免疫学在食品检测中的应用

现今食品检测技术已日趋成熟，在可检出方法中挑选出快速、灵敏、准确，并且还能进行多组分分析的检测技术也就显得特别重要。免疫反应最大的特点是高度选择性，抗原抗体的亲和数通常为 109或更高。作为一种分析手段，免疫分析技术操作简单、速度快、分析成本低，在食品安全检测中已表现出巨大的应用潜力。随着免疫技术的发展，标准化的抗体将会生产与供应；灵敏、抗干扰强的标记物和标记方法的发展；加上多残留组分免疫测定技术的应用和免疫分析的自动化；免疫分析技术与其他技术联用，分子印迹技术、流动注射免疫分析技术和免疫核酸探针技术等新方法在食品检验中的应用，免疫学检测技术必将在食品安全检验中发挥越来越重要的作用[1-2]。下面就介绍 3 种食品检测中常用的免疫学方法。1.1 免疫酶技术（Enzyme immunoassay EIA）

1.1.1 基本原理

免疫酶技术[3]是将抗原、抗体特异性反应和酶的高效催化作用原理有机结合的免疫学分

析技术，该方法可在细胞水平上进行抗原或抗体的定位研究，还可定性或定量地检测体内的半抗原、抗原或抗体。其原理是将酶与抗原或抗体用交联剂等结合起来，此种标记抗原或抗体可与组织内的或固相载体上的相应抗体或抗原发生特异性反应。底物加入相应酶时，底物被酶催化生成可溶性或不溶性呈色产物。可用肉眼或分光光度计定性或定量。根据呈色深浅，确定待测抗原或抗体的浓度与活性。不溶性呈色产物，则可用光学显微镜或电镜进行检测。

1.1.2 主要特点及其在食品科学中的应用

免疫酶技术所用的酶要求纯度高、催化反应的转化率高、专一性强、性质稳定、来源丰富、价格不贵、制备成的酶标抗体或抗原性质稳定，继续保留着它的活性部分和催化能力。目前在食品科学中出现的许多快速检测沙门氏菌的方法是利用免疫酶技术。其中酶联免疫吸附试验已用于食品、饲料以及生物材料中黄曲霉毒素（AFT）测定。AOAC 及 IUPAC 已将该方法列入了正式方法[4]。并且许多商品性试剂盒也被研制成功，应用于对 AFT 的快速检测。1.2 放射免疫技术(Radio Immunoassay，RIA)

1.2.1 基本原理

应用放射性同位素标记待测物，形成标记抗原。以一定量的标记抗原，与各种不同非标记待测物和一定浓度的特异性抗待测物抗体相互作用，其反应遵照质量作用定律，标记待测

物与非标记待测物竞争抗待测物抗体的结合部位，产生不同的结合率。当标记的待测物与抗待测物抗体的量保持一定时，则标记的待测物与抗待测物抗体形成的复合物的多少就反

映了待检物的含量。

1.2.2 主要特点及其在食品科学中的应用

放射免疫技术灵敏度高，测定准确性良好。此法首先用于检测人的血液和莴苣叶片上的对硫磷残留量，检测限为 10～20 ng/ml，检测水中的残留量可达 4 ng/ml[5]。由于此方法可以避免假阳性，适宜于阳性率较低的大量样品检测，对水产品、肉类产品、果疏产品中的农药残留量的检测中广泛应用。还可检测经食品传播的细菌及毒素、真菌及毒素、病毒和寄生虫及小分子物质和大分子物质。

1.3 单克隆抗体技术

1.3.1 基本原理

单克隆抗体技术是应用细胞杂交技术使骨髓瘤细胞与免疫的淋巴细胞二者合二为一，得到杂种的骨髓瘤细胞。这种杂种细胞继承两种亲代细胞的特性，它既具有 B 淋巴细胞合成专一抗体的特性，也有骨髓瘤细胞能在体外培养增殖永存的特性，用这种来源于单个融合细胞培养增殖的细胞群，可制备抗一种抗原决定簇的特异单克隆抗体。

1.3.2 主要特点及其在食品科学中的应用

单克隆抗体在食品检测中最大的优点是特异性强，不易出现假阳性。在食品检测中有广泛的应用前景。目前人们已制备各种经食品传播和引起食物中毒的细菌及毒素、真菌及毒素、病毒、寄生虫、农药、兽药、激素等的单克隆抗体并建立的检测方法。Shirazid 采用戊二醛，青霉素化反应等不同的免疫原合成方法，免疫小鼠，筛选出单克隆抗体检测牛奶和畜产品中β- 内酰胺类抗生素残留，最低检测限度为 2.5～5 ng/mL[6]。吴建祥用与细胞色素C 交联的氨苄青霉素(Amp-Cy)免疫的 BALB/c 鼠脾细胞与 SP2/0 鼠骨髓瘤细胞融合，经筛选、克隆，获得 3 株能稳定传代并分泌抗青霉素的单克隆抗体的杂交瘤细胞(1C1，2C11K 和

2G7)，间接竞争酶附试验(CI-ELISA)显示，3 株单克隆抗体对青霉素类和先锋霉素类抗生素有特异性反应，而对链霉素、卡那霉素、氯霉素、土霉素、四环素、新霉素其他抗生素没有交叉反应，可用于青霉素类抗生素残留的检测[7]。磺胺二甲嘧啶和克伦特罗(瘦肉精)这两种药物被欧美各国和我国列为兽药残留控制重点，国内研究出了用于动物性食品中磺胺二甲嘧啶检测的单克隆抗体试剂盒和克伦特罗残留检测的多克隆试剂盒。这两种试剂盒具有特异性强、仪器化程度低、样品前处理简单、检测时间短的特点，在实际生产中应用前景广阔，填补了国内空白。

2.免疫学在食品改良中的应用

生物技术应用于食品有着悠久的历史，随着生物技术的蓬勃发展，对于促进食品的发展有着巨大的贡献。近年来免疫学技术的发展为食品提供了新发展方向，在对现有食品改良的基础上，也使其安全性得到保证。食品免疫[8]成为新兴概念，指的是让人们从日常的普通食品中长期、稳定地获得人体防病抗病所必需的天然免疫球蛋白和各种活性因子。下面就由四个方面介绍免疫学在食品改良中的应用。

2.1 含“抗原”食品

抗原是指能刺激机体免疫系统、诱导免疫应答，并可以与应答产物发生特异性反应的物质。当人们在食用含有“抗原”的食品后，就无异于像是接种了某种疫苗，能激发人体免疫系统产生抗体，抵御外界侵害。美国州立亚利桑那大学生物学家查尔斯·恩岑[9]及其同事培育出了一种无需冷藏、可以食用的乙肝疫苗土豆，他们从乙肝病毒中取出一个基因，将其植入土豆植株，使土豆中产生病毒抗原。人吃下这种土豆后，抗原蛋白会触发人体的免疫反应，产生乙肝抗体抵抗乙肝病毒。临床试验中，参与试验者在过去 1 到 15 年间都接受过乙肝疫苗初次接种。结果显示，33 人中有 19 人在吃土豆后体内产生了更多的乙肝抗体，其中一人的抗体水平上升了 56 倍。

2.2 含抗体食品

抗体，是指在抗原刺激下，由浆细胞合成分泌产生的特异性免疫球蛋白。抗体食品中直接含有人体防病治病所需的免疫球蛋白，将免疫成分直接经口摄入，可防止病毒和有害细菌感染人体，减轻细菌和病毒对人体的伤害。据报道[10]，现在国外消费者食用抗体食品目的最多是预防和改善风湿病症，其次是预防感染，及恢复和增强因年龄增长而自然下降的免疫力。并可以期望对正在进行抗癌药物治疗而发生副作用或者由于放射线治疗引起免疫功能低下的患者产生特殊的效果。目前主要报道的抗体食品有：免疫牛奶，它不仅含有丰富的营养物质，而且含有对人体健康极为有益的活性免疫球蛋白，以及一些免疫活性因子。由于肠道病源微生物引起的群疾病如腹泻，抗病力下降等是各类人群的常见病，特别是对于免疫力系统发育系统不成熟的婴幼儿，这一情况更为严重，采用抗生素等合成药物的治疗有局限性(如对病毒性腹泻)。又有毒副作用，产生耐药性等等问题，而若以天然的免疫球蛋白来加以预防，则不会出现任副作用。除此以外还有免疫鸡蛋、小牛球蛋白、初乳以及以此为原料的其他食品。如免疫牛奶，是通过对乳牛将多种人体易感病原菌的死菌作为疫苗，反复接种到乳牛，使乳牛能产生对人体有效的抗体。免疫鸡蛋则是让产生抗体机能特别高的鸡摄入抗原，