组成图示
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传感器类型
化学发光生物传感器
检测对象
1-氨基乙内酰脲（AHD）、3-氨基-2-噁唑烷酮（AOZ）、3-氨基-5-吗啉甲基-2-噁唑烷酮（AMOZ）、半碳酰肼（SEM，semicarbazide）；样品基质：蜂蜜（honey）
检测原理
蜂蜜样品经酸水解、Oasis HLB固相萃取和4-硝基苯甲醛衍生后，释放硝基呋喃代谢物并防止其再结合。生物芯片离散测试区(DTR)上固定有分别识别AHD、AOZ、AMOZ和SEM的抗体。样品中的目标代谢物与HRP标记的硝基苯基代谢物共轭物竞争结合抗体；目标浓度越高，被捕获的酶标记共轭物越少。加入鲁米诺、4-碘苯酚和过氧化氢后，HRP催化底物发生化学发光。CCD相机对每个DTR成像，相对光单位(RLU)随目标浓度升高而降低。软件采用四参数logistic模型拟合校准曲线，实现四种代谢物的同时定量筛查。
检测灵敏度
检测能力: <0.5 µg kg−1 (AHD、AOZ、AMOZ)；<0.9 µg kg−1 (SEM)；IC50: 0.14 µg kg−1 (AMOZ)–2.19 µg kg−1 (SEM)；校准浓度范围: 0.001–50 µg kg−1 (AHD、AOZ、AMOZ)，0.001–500 µg kg−1 (SEM)；R > 0.98
效应效果
方法按2002/657/EC验证，并与134个蜂蜜样品的UHPLC–MS/MS结果比较。在0.5 µg kg−1加标水平，AHD、AOZ、AMOZ的α错误为0；SEM在0.9 µg kg−1水平α错误为0。主要交叉反应为AHD抗体对硝基呋喃妥因母药的42%。方法适用于透明、凝固、麦卢卡、洋槐和三叶草蜂蜜，并可更换SPE柱。批内CV为9.8%–17.9%，批间CV为10.9%–36.9%；回收率69%–153%。45个样品可在2 h内完成筛查，最高通量≥135样品/天，而UHPLC–MS/MS同批约需10 h。作者认为其可作为食品安全残留筛查的适用技术。
传感器的构成
- 基底：衍生化、硅烷化氧化铝生物芯片表面，作为固定抗体和承载离散测试区(DTR)的载体
- 固定层：3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(GOPTS)，用于抗体共价固定
- 识别元件：四种羊多克隆抗体(Ig组分)，分别针对SEM-BTG、AHD-BSA、AOZ-BTG、AMOZ-BTG免疫原，点样于DTR
- 封闭剂：1%酪蛋白(50 mM碳酸盐缓冲液)，降低DTR间表面反应性和非特异结合
- 信号标记物：四种硝基苯基标记硝基呋喃代谢物与辣根过氧化物酶(HRP)偶联的酶标记共轭物，竞争结合抗体后催化发光
- 发光底物：鲁米诺(luminol)/4-碘苯酚增强剂/过氧化氢，在HRP催化下产生化学发光
- 读出装置：Randox Evidence Investigator分析仪与CCD相机，采集DTR发光强度(RLU)
中文摘要
本文开发了一种基于化学发光的生物芯片阵列传感技术，用于筛查蜂蜜中禁用硝基呋喃抗生素残留。采用多重检测策略，将分别针对四种主要硝基呋喃代谢物的特异性抗体点样于生物芯片离散测试区，以竞争免疫分析格式和化学发光响应实现同时检测。该方法按欧盟法规2002/657/EC进行验证，并与134个全球来源蜂蜜样品的UHPLC–MS/MS结果进行比较。两种方法采用相似前处理：Oasis SPE柱提取、硝基苯甲醛衍生及乙酸乙酯分配。生物芯片阵列可在1 µg kg−1行动参考点以下检测四种代谢物；AHD、AOZ和AMOZ的检测能力低于0.5 µg kg−1，SEM低于0.9 µg kg−1。IC50值从AMOZ的0.14 µg kg−1到SEM的2.19 µg kg−1。该生物传感器方法具有成为食品安全领域适用筛查技术的潜力。
英文摘要
A chemiluminescence-based biochip array sensing technique has been developed and applied to the screening of honey samples for residues of banned nitrofuran antibiotics. Using a multiplex approach, metabolites of the four main nitrofuran antibiotics could be simultaneously detected. Individual antibodies specific towards the metabolites were spotted onto biochips. A competitive assay format, with chemiluminescent response, was employed. The method was validated in accordance with EU legislation (2002/657/EC, 2002), and assessed by comparison with UHPLC-MS/MS testing of 134 honey samples of worldwide origin. A similar extraction method, based on extraction of the analytes on Oasis™ SPE cartridges, followed by derivatisation with nitrobenzaldehyde and partition into ethyl acetate, was used for both screening and LC-MS/MS methods. The biochip array method was capable of detecting all four metabolites below the reference point for action of 1 μg kg(-1). The detection capability was below 0.5 μg kg(-1) for the metabolites AHD, AOZ and AMOZ; it was below 0.9 μg kg(-1) for SEM. IC(50) values ranged from 0.14 μg kg(-1) (AMOZ) to 2.19 μg kg(-1) (SEM). This biosensor method possesses the potential to be a fit-for-purpose screening technique in the arena of food safety technology.