喹诺酮药物族特异性识别材料及其检测性能的研究

喹诺酮药物族特异性识别材料及其检测性能的研究

论文摘要

食品中农兽药多残留的快速筛选检测,是当前及今后一段时期内食品安全检测领域的研究难点和热点之一。本论文针对目前应用较广泛的喹诺酮类药物,研究了DNA以及抗体两种生物材料对其的亲和识别特征,建立了相关的模拟和预测体系,完成了族特异性识别材料的筛选制备;在此基础上建立了食品中喹诺酮多残留的快速筛选技术,对所制备识别材料的应用性能进行了验证和完善。主要研究结果归纳如下:(1)首次采用平衡透析方式研究确定了DNA对于喹诺酮类药物的特异性结合作用、关键参数及主要影响因素。研究表明pH以及Mg2+对于DNA-喹诺酮之间的结合具有显著影响,最适pH处于6—7之间,最适Mg2+浓度为0.5-1.0mM;单链DNA对于恩诺沙星的亲和常数以及结合比约为双链DNA的2倍,而且与恩诺沙星等6种喹诺酮呈现出非常相似的结合性能:亲和常数都处于0.94×105M-1至2.40×105M-1之间,而结合比在4.1—6.9之间,显示出较为明显的族特异性识别特征;以未经纯化处理的牛奶为食品样本进行了DNA-恩诺沙星结合能力的验证实验,与缓冲液中的结果没有显著差异,证明所采用的DNA对于喹诺酮具有较高的特异性,可以作为族特异性识别材料用于食品分析等。(2)以单链DNA为喹诺酮识别材料,发展了表面等离子共振生物(SPR)传感器,并以牛奶为样本对其检测性能进行了验证。研究中利用LbL多层累积手段,以PDDA为配体多聚阳离子建立了DNA-PDDA在传感器芯片表面的共固定化技术,固定化DNA数量与LbL循环反应次数之间存在显著的正相关性;适量Mg2+的添加以及牛奶提取液对芯片的预处理,可以有效消除非特异性结合等因素对于检测的干扰;在加标牛奶样本中进行的检测显示出较好的特异性,对于思诺沙星的检测限约为3μg mL-1,批内变异系数<15%,0—120μg mL-1之间呈现较好的线性关系。(3)利用Cerius2软件等建立了分子模拟及预测模型,并在此基础上完成了具有较高族结构特征的喹诺酮半抗原的筛选。对喹诺酮分子的空间构象进行模拟和叠合的结果表明,1位取代基和7位是导致不同药物间构象差异的主要因素,1位与邻近位置间的相互作用会对分子的整体构象产生影响;首次建立了分子空间结构相似度的计算与预测模型,拟合验证表明,结构相似度与抗体交叉反应率之间存在较显著的线性相关性(R=0.7852,P<0.0001),证明该定量模拟模型具有较高的准确度;分子模拟结果表明,培氟沙星、恩诺沙星以及环丙沙星甲基化修饰物具有较高的族内结构相似度。(4)分别制备了培氟沙星和环丙沙星甲基化衍生物抗体,测定表明它们均具有较好的族内识别能力,与前期的分子模拟及预测结果能够较好吻合,其中培氟沙星抗体对所选用10种喹诺酮药物中的9种具有25%以上的交叉反应率,对其中6种的交叉反应率基本达到70%以上。(5)利用培氟沙星抗体为族特异性识别材料,分别建立了ELISA及DIGFA免疫检测方法,鳗鱼加标检测的结果表明,两种方法均能够对恩诺沙星等6种以上的喹诺酮残留实现有效测定,其中ELISA方法对于10μg kg-1和20μg kg-1加标样本的平均回收率基本达到75%以上,相对标准偏差基本处于15%以内;DIGFA检测的检测限为20μg kg-1以下,检测时间可缩短到半小时以内,检测结果可以肉眼读取而不依赖任何仪器,显示出较突出的简便性、快速性和现场适用性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 0 前言
  • 1 DNA对于氟喹诺酮药物提取及亲和性能的研究
  • 1.1 材料与方法
  • 1.2 结果与分析
  • 1.2.1 喹诺酮药物基本荧光性质的研究
  • 1.2.2 pH对于DNA-喹诺酮亲和能力的影响
  • 2+对于DNA-喹诺酮亲和性能的影响'>1.2.3 Mg2+对于DNA-喹诺酮亲和性能的影响
  • 1.2.4 恩诺沙星结合比例与DNA浓度间的关系
  • 1.2.5 不同种类DNA材料对恩诺沙星亲和性能的比较
  • 1.2.6 d-DNA对不同喹诺酮药物亲和性能的测定
  • 1.2.7 d-DNA对于食品样本中恩诺沙星的提取及亲和能力
  • 1.3 小结
  • 2 基于DNA的表面等离子共振(SPR)传感器检测喹诺酮残留
  • 2.1 材料与方法
  • 2.2 结果与分析
  • 2.2.1 SPR芯片表面DNA材料的固定化及反应体系的优化
  • 2.2.2 SPR生物传感检测体系的建立及主要影响因素分析
  • 2.2.3 SPR传感器对于实际食品样本中喹诺酮残留的检测性能
  • 2.3 小结
  • 3 喹诺酮半抗原的分子模拟及筛选
  • 3.1 材料和方法
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 主要喹诺酮半抗原分子空间构象的模拟
  • 3.2.2 喹诺酮药物分子空间结构相似度的模拟与计算
  • 3.2.3 分子模拟用喹诺酮抗体的性质测定
  • 3.2.4 分子模拟与抗体特异性的拟合及较优半抗原的筛选
  • 3.3 小结
  • 4 族特异性喹诺酮抗体的制备筛选
  • 4.1 材料与方法
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 环丙沙星化学修饰产物的结构分析
  • 4.2.2 培氟沙星及环丙沙星修饰产物鼠源抗体的性质测定
  • 4.2.3 恩诺沙星单克隆抗体的性质测定与分析
  • 4.3 小结
  • 5 水产品样本中喹诺酮多残留的免疫筛选检测
  • 5.1 材料与方法
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 培氟沙星兔源抗体的性质测定
  • 5.2.2 鳗鱼中喹诺酮多残留的ELISA筛选检测效果
  • 5.2.3 鳗鱼中喹诺酮多残留的DIGFA筛选检测效果
  • 总结
  • 参考文献
  • 个人简历
  • 发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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