浅谈基因工程抗体在食品安全检测中的应用

食品安全关系到人类健康, 加强食品安全检测十分必要。基因工程抗体被称为第三代抗体, 是一种DNA重组技术, 具有分子结构小、成本低的特点, 在食品安全中应用广泛, 并且符合我国国情的需求。

一、基因工程抗体食品检测原理

ELISA检测技术是依靠转基因产品的抗原抗体反应的高度特异性与酶的高效催化作用相结合的一种免疫分析方法。其基本原理是将受检食品样品的抗体在一定的程序下, 与固相抗原、抗体结合形成复合物, 固相载体中酶标抗原、抗体被结合量将与标本中待检抗原、抗体的量成一定比例, 复合物酶将参与的底物氧化或水解成有色物质, 该物质的性质发生变化。酶的降解底物和显色之间成正相关, 这样通过肉眼观察或使用光度计就可以确定食品内是否还有未知抗原并能测试其含量。基因工程抗体先实现VH与VL的分离, 然后实现扩增和连接构成sc Fv, 从而使抗体进入真核细胞或原核细胞形成特异性抗体, 以特异性的抗体为基础ELISA检测技术就可以对食物中的污染物进行检测。

二、基因工程抗体种类及技术

基因工程抗体主要包括嵌合抗体、单链抗体、人源化抗体、双特异性抗体。其中人类最先制作的抗体为嵌合抗体, 该抗体以鼠源性抗体的V区基于与人类抗体的C区基因抗体拼接为嵌合基因, 之后插入载体, 转染骨髓瘤组织表达的抗体分析。目前, 这一技术已经发达到一定程度, 目前常见的嵌合抗体有CAMPATH - 1H、抗CD20 和抗CD3 基因抗体, 单链抗体是将H链和L链的V区基因相连。我国对基因工程技术十分重视, 尤其是最近几年, 基因技术已经不断地发展和进步。抗体基因的克隆是这一时期的主要成果, 主要出现了噬菌体表面、抗体基因的克隆及核糖体展示技术等。以噬菌体抗体库技术为例, 这一技术是不再依赖于将杂交瘤技术, 而是利用了模拟抗体的多样性特征, 噬菌体抗体库技术在原料商更加丰富, 无论是杂交瘤、免疫或非免疫的动物脾脏B淋巴细胞都可成为这一技术的原料. 其主要原理和过程是是从上述原料中提取出RNA, 并进一步纯化出mRNA, 反转录成c DNA, 利用RT -PCR技术对其进行扩容或扩增, 并将其以随机组合的方式表达到载体上, 从而形成并且扩充转基因人源性抗体。最后, 将其与抗原结合的方法进行筛选, 获得抗原特异抗体克隆。

三、基因工程抗体在食品安全检测中应用

(一) 检测食品中的毒素

食品中存在一定量的毒素, 在一定的条件下会转化, 食用可造成人类死亡。因此基因工程的毒性检查功能是确保人类健康的重要手段之一。首批基因工程抗体是从玉米的杂交瘤细胞株中提取的, 命名为sc Fv QY1.5。sc Fv QY1.5 的线性范围为10~325 ng/m L, 在这一区间的毒性物质均可以检验。但基因抗体检测与目前先进的仪器检测之间还存在一定的差距, 还需要对基因工程的生成进一步改良, 如何找到一种方法可以确定异性抗体的功能是专家需要研究的问题。

(二) 检测食品中农药残留

目前, 几乎所有的产品中使用农药, 食品安全引发了人们的又一轮思考。食品中的农药残留种类和数量甚至超过了人们的想象, 其中包括食品中农药残留主要包括拟除虫菊酯类、有机磷类、三嗪类、有机氯类等。基于此, 基因工程中的农药检测具有重要意义, 并在我国市场中发展迅速。如近年来利用抗有机磷杂交瘤细胞6E2 分离出VH (348bp) 和VL ( (321bp) , 用其连接产品为VH- (Gly4Ser) 3。导入质粒p LIP6 /GN, 转化BL21 大肠杆菌, 最后经过诱导纯化得到链抗体蛋白建立cd ELISA。我们用试验的方式来检测其作用。将5种相同量的有机农药放入等体积的水中, 检测结果显示, 转基因cd ELISA检测出的农药含量与所放入的含量差距很小, 并且通过不同农药反复试验证明了该转基因工程产品在农药检测中的作用。一些专家还从小白鼠中提出mRNA, 用同样的方法连接获取了抗体, 最后利用具体试验的方式证明了其在检验农药中的可行性。由于农药为小分子抗原, 因此在转基因工程的提取上, 要确保其强的特异性。目前, 多采取扩增VH和VL杂交瘤细胞的方式, 取得了一定的效果, 但仍然需要进一步加强。

(三) 检测动物性食品中的药物残留

不仅蔬菜、水果中含毒素, 动物在进食和治疗过程中亦可产生药物残留, 使肉质影响人体健康。动物性食品中兽药残留近年来多次被报道出来, 给民众造成了恐慌, 引起了政府部门的思考。建立高效的动物性食品药品残留检测机制十分必要。专家利用噬菌体展示技术以上述方法最终建立并提取了抗氧氟沙星单链抗体ELISA检测技术。 其检测范围为1.43~ 4000ng/m L, 具有实用性和可行性。利用瘤细胞AC2 分离出的VH和VL, 利用linker通过重叠延伸组装VH和VL, 组装后sc Fv导入质粒p LIP6 /GN, 转化为BL21 大肠杆菌, 此项基因工程科用于检测猪肉中的常见的盐酸克伦特罗, 其最低检测值可至 (0.02±0.004) ng/m L。该方法在理论上同HPLC-MS之间成线性相关 ( R2>0.99) , 从而实现对动物性食品中的药物残留, 效果较好。另外一些专家利用噬菌体抗体库技术所建立的抗体可检测中动物性食品中超过13 种磺胺类药物的量, 效果优于普通仪器检测。在一些动物疫苗注射中, 会残留部分兽药, 兽药同样为小分子抗体, 因此基因工程抗体的优良程度就取决于细胞, 而包括上述抗体在内的多种基因工程已经研发出来, 其作用可见一斑。如何增强基因抗体对兽药和其他药物的灵敏度是专家需要研究的问题。

总结

食品安全涉及国计民生, 我国食品安全检测质量偏低, 因此基因工程食品检测的研究具有重要意义。随着分子生物学等现象学科的快速发展, 基因工程抗体的提取成为可能, 并且应用于食品药物检测、食品毒素检测中, 取得了一定的效果。由于基因工程抗体成本低提取方便, 符合我国国情, 因此应从需求出发对其进行开发, 以最大化发挥其在食品检测中的作用。

摘要：基因工程抗体应用于食品安全检测还处于初级阶段。但这种新型的抗体以其产量高、成本低且可塑性强得到了认可。可见, 基因工程抗体在食品安全检测中的重要作用, 文章结合转基因的相关原理对其在食品安全检测中的应用。

关键词：基因工程,抗体,食品安全检测

参考文献

[1] 王平, 吕小英, 范守城.基因工程抗体研究进展及其临床应用[J].重庆三峡学院学报, 2010 (03)

[2] 何扩, 张秀媛, 杜欣军, 等.基因工程抗体在食品安全检测中应用进展研究[J].中国粮油学报, 2014 (08)