组成图示
点击图片查看大图 · 依据论文自动绘制
传感器类型
电化学生物传感器
检测对象
泰乐菌素（tylosin）、螺旋霉素（spiramycin）、维吉尼亚霉素（virginiamycin）；样品基质：动物饲料（animal feed/feedingstuffs，含猪/禽饲料、预混料、补充料、配合饲料）
检测原理
该传感器采用竞争抑制免疫电位法。多克隆抗体通过羧基末端物理吸附固定在聚吡咯修饰的碳工作电极表面。样品提取液中的目标物与HRP标记抗原偶联物竞争结合电极表面抗体；目标物浓度越高，结合到电极上的HRP偶联物越少。HRP催化邻苯二胺（OPD）在过硼酸钠增强下发生氧化还原反应，产生带电产物，改变工作电极表面电荷分布和双电层结构，从而引起电极电位变化。Vantix系统测量碳工作电极与Ag/AgCl参比电极之间的电位差（mV）。由于竞争结合，电位响应与目标物浓度呈负相关，实现饲料中泰乐菌素等促生长剂的定性筛查。
检测灵敏度
CCβ: 0.2 mg kg−1；测量重复性浓度范围: 0.2–4 mg kg−1（%CV ≤13）；STC: 0.5 mg kg−1
效应效果
方法可在45 min内同时检测最多12个饲料样品。与LC-MS/MS比较，16个含药饲料（>1 mg/kg）和22个不含药饲料结果一致，假阳性/假阴性率为0%。泰乐菌素检测对替米考星（tilmicosin）在1 mg/kg时交叉反应75%，对螺旋霉素、维吉尼亚霉素M1和磺胺噻唑无交叉反应。0.2–4 mg/kg重复性%CV≤13%；第二实验室交叉验证一致。现场提取在室温下%CV=12.3%，相对实验室提取回收率91%；4、13、37°C下%CV分别为6.7、12.2、5.7，表观回收率60%、67%、110%。提取液70 d稳定，%CV 0.9–16.3。作者认为其低成本、高通量，适合饲料中抗菌促生长剂现场筛查。
传感器的构成
- 基底/换能器电极：一次性丝网印刷电极（screen-printed electrode, SPE）PPY1，含碳工作电极（carbon working electrode）和一体Ag/AgCl参比电极（silver/silver chloride reference electrode），提供电位测量界面
- 导电聚合物修饰层：聚吡咯（polypyrrole, PPY）电沉积于碳工作电极，作为传感元件和生物分子固定基质
- 识别元件：多克隆抗体（polyclonal antibody, pAb；anti-tylosin/anti-spiramycin/anti-virginiamycin）通过羧基末端物理吸附于PPY表面形成自组装单层，竞争性识别目标物
- 信号标记物：HRP标记抗原偶联物（horseradish peroxidase-labelled analyte conjugate, HRP-conjugate），与样品中目标物竞争结合抗体并催化底物反应
- 底物/增强剂：邻苯二胺（o-phenylenediamine, OPD）溶于柠檬酸缓冲液，作为HRP催化底物；过硼酸钠（sodium perborate）作为增强剂，促进产生带电产物
- 封闭/稳定剂：PBS含1%牛血清白蛋白（BSA）和硫柳汞（thimerosal）提取缓冲液，BSA封闭非特异性结合并稳定信号；Stabilzyme用于抗体涂层保存
- 读出系统：Vantix电位读数系统（Vantix Research system），测量工作电极与参比电极间电位差（mV）
中文摘要
本研究开发了一种基于商用多克隆抗体的电位生物传感器检测方法，用于检测动物饲料中泰乐菌素残留。该方法可作为快速（<45 min）实验室程序或便携式现场检测，同时测量最多12个样品。两种程序在多种动物饲料中对泰乐菌素的定性检测能力（CCβ）均为0.2 mg/kg，在0.2–4 mg/kg浓度范围内测量重复性变异系数（%CV）≤13%。现场检测格式可在+4至37°C环境温度下检测泰乐菌素残留，但低温下信号有所降低。实验室泰乐菌素检测法用16个含药和22个不含药饲料评价，结果与液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）确证方法相当。研究还展示了开发多探针格式同时检测泰乐菌素、螺旋霉素和维吉尼亚霉素的可能性。第二实验室交叉验证表明该方法可转移、可靠且稳健。
英文摘要
A potentiometric biosensor assay based on a commercially available polyclonal antibody was developed to detect tylosin residues in animal feed. The method can be used as a rapid (less than 45 min) laboratory-based procedure or as a portable field-test for the simultaneous measurement of up to 12 different samples. For both procedures the qualitative detection capability (CCβ) for tylosin was determined as 0.2 mg kg(-1) in a range of animal feeds with a measurement repeatability at concentrations between 0.2 and 4 mg kg(-1) of ≤13% coefficient of variation (%CV). The field-test format was capable of detecting tylosin residues at operating (external air) temperatures ranging between +4 and 37°C, although some reduction in signal was observed at the lower temperatures. The laboratory-based tylosin assay was evaluated using 16 medicated and 22 non-medicated feeds and was found to give comparable data with a confirmatory method based upon liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The potential to develop a multi-probe format assay for the simultaneous detection of tylosin, spiramycin and virginiamycin was also demonstrated. Cross-validation in a second laboratory showed the assay to be transferable, reliable and robust.