胶体金免疫层析技术在食品安全检测中的应用

胶体金免疫层析技术是集胶体金为显色媒介、利用抗原抗体特异性结合原理为一体的一种新型免疫学技术，具有快速、简便、敏感等特点，弥补传统检测方法的不足。本文主要综述了胶体金、胶体金免疫层析技术的特点及原理，介绍了近些年在食品各领域的检测应用，并针对该技术的现状对以后的发展方向进行了展望。

民以食为天，近年来食品安全问题越来越受社会公众的重视。而开发快速、准确的食品分析检测方法正是保障食品安全的有效措施。在这样的背景下，食品分析检测方法不断地推陈出新。从操作繁琐、耗时较长的传统检测方法过渡到简便、高效的快速检测方法，并与实际联系越来越紧密。在快速检测方法中，胶体金免疫层析技术因其灵敏度高、特异性强、快速等优点，正受到越来越多的关注，是一种行之有效的快速检测方法，为食品正式流入到交易市场提供了保障，有效的提升了食品安全管控工作效率。

1 胶体金

胶体金(Colloidal Gold)是氯金酸(Chloroauricacid)在白磷、抗坏血酸、鞣酸等还原剂作用下聚合成一定大小、稳定单一分散状态的金颗粒，在静电作用下形成稳定的胶体溶液。1962年，胶体金首次作为示踪标志被电子显微镜下观察。随后胶体金的优异特性逐渐被发现，其具有较高的电荷密度，较强的蛋白质吸附性能，且颗粒聚集达到一定密度时可以出现肉眼可见的粉红色斑点。这些性能都显示出胶体金是一种优良的免疫实验指示物。1971年，在前人的研究基础上，Faulk和Taylor4.3-11完善了胶体金技术，使得其在免疫细胞化学研究中有了更广泛的应用。

2 胶体金免疫层析技术

胶体金免疫层析技术(Colloidal Gold Immunochrom atography Assay,GICA)是20世纪末发展起来的一种新型体外诊断技术。GICA一般是以硝酸纤维素膜为载体，利用毛细作用，使得在膜条一端的液体向另一端慢慢渗移。免疫金复合物干片粘连在近膜条下端(c)，膜条测试区(t)包有特异抗体。当膜条下端进入液体标本样中，下端吸水材料吸取液体向上端移动，流经c处时，使干片上的免疫金复合物复溶，并带动其向膜条渗移。若标本有特异性抗原时，可与免疫金复合物的抗体结合，形成的金标抗原—抗体复合物。其流动至测试区，被固相抗体所捕获，形成抗体—抗原—金标抗体复合物，在膜上t处出现红色控制线。若待测液体中没有特异性抗原，则在膜条t处不会出现红色控制线[8]。

GICA与GC、HPLC、LC-MS、TLC法比较，具有前处理简单、样品用量少、检测快速等特点。适合大规模的快速检测。相比ELISA法，ELISA法需借助仪器设备来完成，检测时间较长，GICA更适合现场快速检测[9]。近年来，在食品各领域的检测技术方面，GICA因其灵敏度高、特异性强、快速、经济简便、抗基质干扰强等优点，格外受研究者青睐[10]，并开始被逐渐用于农药残留、兽药残留、激素的检测。

3 胶体金免疫层析技术在乳制品检测中的应用

牛奶营养丰富，是大自然赋予人类最有益健康的食品之一，但牛奶中的抗生素以及农药、兽药的残留会严重威胁饮用者的健康。而且这些残留物质也会影响由牛奶发酵加工制得的乳制品，对乳制品行业带来一定的影响。同时还可能因被排泄至环境，带来环境污染。而GICA因其独特的特性，特别适合乳制品中有毒有害物质的检测。

国内外学者采用胶体金免疫层析技术对乳制品中有毒有害物质的检测进行了一定的探索，李向梅等采用柠檬酸三钠还原法制备胶体金颗粒，建立检测牛奶中呕吐毒素残留的胶体金快速检测试纸条，结果显示检测限为100µg/L，并对喹诺酮类和庆大素单克隆抗体按比例混合标记，建立了同时检测牛奶中13种喹诺酮类和庆大霉素残留的胶体金免疫层析法，检测限为20 ng/m L，实现多项目同时进行检测；为了测定牛奶中的白喉毒素，Lyubavinal A建立了胶体金标记单克隆抗体层析分析方法，毒素最低检出限为10 ng/m L;Wang Z等[18]通过方法的优化，制备糖皮质激素地塞米松的单克隆抗体，并与胶体金偶联成功检测出了乳样品中的地塞米松残留物，检出限达到0.3ng/m L。随着时代的发展，胶体金免疫层析技术在乳制品中的检测技术被不断优化，检测时长更短、检出限更低。

4 胶体金免疫层析技术在畜禽产品检测中的应用

畜禽养殖过程中，由于养殖者片面追求经济利益，不科学使用兽药，导致禽畜肉类中的兽药残留量过高，对人类健康造成直接危害。甚至造成人体中毒、过敏反应、激素样作用、肠道菌群紊乱等。同时也会导致动物病原菌耐药性上升，并使其沿食物链传播。

由于畜禽产品基质复杂，前期学者运用胶体金免疫层析法进行检测，耗时一般较长。李超辉[10]等建立了基于T/C比值的胶体金免疫层析快速定量检测猪肉中克伦特罗残留方法，检测限为0.19 ng/g，检测时长为15 min；张佳宜等采用柠檬酸三钠法制备40 nm胶体金，电镜鉴定后标记磺胺二甲嘧啶多克隆抗体，磺胺二甲嘧啶半抗原-OVA和羊抗兔二抗分别包被在硝酸纤维素膜上，金标抗体喷涂在玻璃纤维垫上，制成检测猪肉及牛奶中磺胺二甲嘧啶免疫层析快速检测试纸条，检出限为1µg/L,10 min内完成检测；随着对免疫层析技术的优化，曹德康等研制八联盘检测肉类食品中多种兽药残留，实现多项目同时检测，检测时间为8 min。通过学者对禽兽类样品及免疫层析技术的探索，技术趋向成熟，检测时长不断缩短，实现多项目、效率高的检测。

5 胶体金免疫层析技术在水产品检测中的应用

水产品是人们日常摄入蛋白的重要来源之一，但不合理使用药物不仅增加水产品的耐药性，而且导致药物残留。水产品中药物残留会通过食物链的方式进入人体，给人体造成危害。胶体金免疫层析技术运用于水产品检测的报道较少，因此该法在此领域具有广阔的运用前景。

基于水产品基质的多样性及复杂性，采用胶体金免疫层析技术测定水产品容易出现假阳性率。吴茂生[25]等采用胶体金免疫层析技术测定水产品中的呋喃妥因代谢物残留，检测限为1.0µg/kg，假阳性率约5%，假阴性率为0%；王玉梅[26]研制出胶体金免疫层析法测定水产品中孔雀石绿药物残留方法，该法假阳性率为0.2%、假阴性率为0%；通过对免疫层析技术的不断摸索，水产品中的胶体金免疫层析技术愈趋成熟，假阳性率不断降低，甚至趋向0%，宗婧婧s等采用胶体金免疫层析法检测水产品中恶喹酸等15种喹诺酮类药物，结果显示，检出限在0.3～5µg/kg之间，假阳性率、假阴性率均为0%。

6 胶体金免疫层析技术在其他食品检测中的应用

有学者，运用GICA对食品原料中有毒有害物质的检测进行了一定的研究。针对玉米中的玉米烯酮，Shim W B[28]等用基于单克隆抗体的免疫胶体金技术进行了检测，结果显示，玉米烯酮的检出限为30µg/kg，与HPLC对比，结果更加准确。针对稻谷和玉米中的黄曲霉毒素B1，刘坚等采用双抗体夹心的拜发检测卡和基于胶体金技术的检测卡进行了检测，结果表明，与HPLC法一致性均达到90.5%以上，两种检测卡的检出限分别位5 ng/m L与4 ng/m L，检测时长均在15～25 min。针对玉米中的阿特拉津残留，生威等运用免疫层析试纸进行了快速检测，其检出限为40 ng/g，结果与间接竞争ELISA法一致。

与此同时，对于禽畜产品中的有毒有害物质，也有学者进行了研究。张亚琴[29]等用胶体金免疫层析法研究了鸡蛋中的呋喃妥因进行了测定，结果显示，检出限为0.5µg/kg，假阳性率不大于5%，假阴性率为0，检测时间为5 min。对于鸡蛋中的苏丹红-I，付云洁等采用柠檬酸三钠法制备颗粒大小为24.5nm的胶体金，并制备苏丹红Ⅰ-BSA抗原-胶体金复合物，组装检测试纸，结果表明，检测限为15µg/kg，与苏丹红Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均无交叉反应性，与HPLC测定差异不显著。检测时间为5min。

而对于饲料中的有毒有害物质检出，舒文祥也进行了一定的探索。其采用柠檬酸钠还原法制备胶体金，建立胶体金免疫层析法检测饲料中赭曲霉素A的方法，标记赭曲霉毒素A单克隆抗体，标记胶体金抗体喷涂于玻璃纤维上，赭曲霉毒素A偶联抗原OTA-OVA和二抗兔抗鼠Ig G分别喷涂于硝酸纤维膜上作为检测限和质控线，结果表明，检出限为5 ng/m L，批内和批间重复性为100%，假阳性率和假阳性率均为0，检测时间为10 min。

7 展望

食品安全关系到广大民众的身心健康和生命安全，与经济的发展和社会的稳定密切相关。食品安全一定程度上依赖于快速、灵敏、准确的检测技术。胶体金免疫层析法是新兴快速检测技术的代表。其特有的优势越来越受检测人员的关注。在政府部门监管、检验检疫等领域胶体金已经得到了广泛的应用。但在食品领域，受到食品样品复杂性与检测项目独特性的影响，现有的胶体金技术的检测结果容易出现假阳性。因此，胶体金免疫层析技术在以下几个方面仍需突破。

7.1 实现定量/半定量检测

目前胶体金免疫层析技术都是通过颜色判断结果。多在定性层面且结果受到测试人员的主观影响，容易出现假阳性。运用在膜上相隔一定距离包被几条平行的抗体带，对层析后的显色条数量进行观察，能够实现胶体金半定量检测。通过抗体包被量和加样量的精确控制、定量分析显色时间的长短以及建立校准曲线，或通过结合反射光密度计进行定量测定，这使得定量胶体金技术得以实现。

7.2 提高检测的灵敏度

针对各类样品的各项目标物，限量要求不同，有些项目禁止检出，则灵敏度需要满足禁止检出的要求，达到标准的方法检出限要求。因此胶体金免疫层析技术在未来应依据项目进一步提高检测的灵敏度。特异性抗原抗体的反应信号的扩增，胶体金的显色效果明显增大，通过生物素亲和系统和免疫金银染色法加强银染实验或者在膜上进行修饰来提高灵敏度；一些荧光纳米粒子包括量子点和上转换荧光粉纳米粒子已被用作荧光试纸条的新型信号探针，期望未来有更多的新颖的探针材料应用到免疫胶体金技术中，以提高检测的灵敏度。

7.3 实现多元检测

样品及项目的错综复杂，如何实现高效率、多元、多通道检测是胶体金免疫层析技术的发展方向。各检测试纸条装入卡槽，组装多联盘共同检测；使用单一膜的检测线上包被多种检测线一级多个或多种层析膜复合使用的形式，实现高效率、低成本、时间短，具有重大的使用价值。

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