化學(xué)發(fā)光免疫法檢測(cè)食品中恩諾沙星殘留的研究

龔云飛，鄒曉楠，張露露，吳瑩瑩，戴明雁，陳宗倫，張明洲，*

（1.中國計(jì)量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江省生物計(jì)量及檢驗(yàn)檢疫技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310018；2.杭州迪恩科技有限公司，浙江杭州310013）

化學(xué)發(fā)光免疫法檢測(cè)食品中恩諾沙星殘留的研究

龔云飛1，鄒曉楠1，張露露1，吳瑩瑩1，戴明雁1，陳宗倫2，張明洲1，*

（1.中國計(jì)量學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，浙江省生物計(jì)量及檢驗(yàn)檢疫技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310018；2.杭州迪恩科技有限公司，浙江杭州310013）

建立了基于多克隆抗體的化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)技術(shù)，用于測(cè)定動(dòng)物源性食品中恩諾沙星殘留含量。反應(yīng)條件優(yōu)化結(jié)果為：抗體包被最佳稀釋倍數(shù)為64000倍，最佳酶標(biāo)抗原稀釋倍數(shù)為256000倍。結(jié)果顯示：該方法的回歸曲線方程為y=-13.898x+110.38（R2=0.9893），檢測(cè)線性范圍為3～810pg/mL，IC50為69.63pg/mL，IC10為1.41pg/mL；雞肉、魚肉、蝦肉、蜂蜜、牛奶空白組織樣品中恩諾沙星的最低檢測(cè)限分別為3.76、4.59、2.85、2.65、4.20pg/mL，最低定量限分別為6.13、7.35、3.57、3.73和6.48pg/mL，回收率在88.28%～102.6%，板內(nèi)和板間的平均變異系數(shù)分別為2.61%和4.71%。表明本研究建立的化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法滿足動(dòng)物源性食品恩諾沙星殘留的檢測(cè)要求。

恩諾沙星，化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)技術(shù)，食品安全

抗生素濫用是社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，動(dòng)物飼料中添加或者直接使用抗生素來預(yù)防和治療感染，導(dǎo)致了動(dòng)物源性產(chǎn)品中抗生素的大量殘留。人類食用含有抗生素殘留的食品，可導(dǎo)致抗生素在人體的富集[1]；同時(shí)可誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，如結(jié)核桿菌、痢疾病菌持續(xù)危害人類健康其原因就是耐藥性升高[2]，臨床上的病菌感染致死大多也與此有關(guān)；抗生素在人體內(nèi)的代謝還可增加器官負(fù)擔(dān)，增大對(duì)肝臟和腎臟的損害風(fēng)險(xiǎn)[3]，從而增加患惡性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

恩諾沙星屬于喹諾酮類抗生素，廣泛用于預(yù)防治療動(dòng)物疾病[5]。但因其濫用，造成動(dòng)物制品中恩諾沙星殘留，并給人體健康帶來威脅，如導(dǎo)致過敏反應(yīng)與其他毒副作用[6-7]，造成頭痛等神經(jīng)系統(tǒng)不良反應(yīng)[8]，引起胃部痙攣[9]，造成惡心與嘔吐等消化系統(tǒng)不良反應(yīng)[10]。因此，世界各國對(duì)喹諾酮類抗生素的最高殘留限量（Maximum residue limits，MRLs）均做出了嚴(yán)格限制，如日本在2007年調(diào)整了水產(chǎn)品恩諾沙星殘留限量標(biāo)準(zhǔn)歐盟，即魚貝類恩諾沙星MRLs不得超過10μg/kg；我國及美國均規(guī)定，牛、羊的脂肪與肌肉、奶、腎、肝中的MRLs分別為100、100、200和300μg/kg[11]，豬、兔與家禽等其他動(dòng)物的脂肪與肌肉、肝、腎中的MRL分別為100、200和300μg/kg[12]。

化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法結(jié)合了高靈敏度的化學(xué)發(fā)光檢測(cè)技術(shù)與高特異性的免疫反應(yīng)[13]，具有檢測(cè)線性范圍廣[14]、靈敏度高[15]、檢測(cè)時(shí)間短[16]等特點(diǎn)，相比高效液相、氣質(zhì)聯(lián)用等檢測(cè)方法，化學(xué)發(fā)光免疫簡(jiǎn)化了步驟、減少了操作時(shí)間，且不需要專業(yè)操作人員，更適用于基層檢測(cè)。本文采用實(shí)驗(yàn)室前期制備的抗體，并自主合成酶標(biāo)抗原，初步建立了直接競(jìng)爭(zhēng)化學(xué)發(fā)光免疫分析法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

99%恩諾沙星 中國獸醫(yī)藥品監(jiān)察所；96孔聚苯乙烯酶標(biāo)板 美國CORNING-COSTAR公司；化學(xué)發(fā)光顯色劑 湖州英創(chuàng)生物科技有限公司；1-乙基3-（3-二甲氨基）碳二亞胺鹽酸鹽（EDC）、N-羥基硫代琥珀酰亞胺（NHS） 分析純，上海生工生物技術(shù)有限公司；雞肉、鯽魚、蝦、牛奶與蜂蜜樣品 購自杭州市下沙物美超市和高沙菜場(chǎng)。

KPS-QQ80化學(xué)發(fā)光分析儀 北京泰格科信生物技術(shù)有限公司；HP1100高效液相色譜儀 美國安捷倫科技有限公司；Multiskan Ascent酶標(biāo)儀 美國Thermo Scientific公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 酶標(biāo)抗原的合成及與抗ENR抗體最佳工作濃度的確定 反應(yīng)溫度由37℃改為4℃，其他步驟和反應(yīng)條件參照文獻(xiàn)[17]中的ENR人工抗原合成方法合成ENR酶標(biāo)抗原。

采用方陣法確定化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)法的抗ENR抗體與ENR-HRP的最適工作濃度。純化抗體用包被液按1∶160000、1∶320000、1∶640000、1∶1280000進(jìn)行梯度稀釋，100μL/孔包被于96孔酶標(biāo)板中，4℃包被24h，洗板拍干；封閉液300μL/孔，37℃條件下封閉2h，洗板拍干；先后添加入梯度濃度的ENR標(biāo)準(zhǔn)品（50μL/孔）和酶標(biāo)抗原（100μL/孔），25℃反應(yīng)10min，洗板拍干；加入混合好的化學(xué)發(fā)光顯色劑（100μL/孔，A液∶B液為1∶1），立刻測(cè)定發(fā)光值。

1.2.2 ENR化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法（CLIA）基本操作步驟 將包被有E-4抗體的化學(xué)發(fā)光免疫酶標(biāo)板于4℃取出，置25℃回溫30min，每孔加入50μL的ENR標(biāo)準(zhǔn)品或者待檢樣品，平行重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次；加入100μL酶標(biāo)抗原，25℃反應(yīng)10min；洗板四次，拍干；將化學(xué)發(fā)光底物顯色劑加入酶標(biāo)板，100μL/孔，于讀數(shù)儀讀數(shù)。

1.2.3 CLIA標(biāo)準(zhǔn)曲線制作與靈敏度分析 加系列濃度的ENR標(biāo)準(zhǔn)品溶液0、3、10、30、90、270、810pg/mL，50μL/孔，其他步驟同1.2.4，重復(fù)6次。以ENR標(biāo)準(zhǔn)品濃度的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，抑制率為縱坐標(biāo)，制作半對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)合率I（%）=B/B0×100，并分別計(jì)算IC50和 IC10。以IC50衡量抗體對(duì)恩諾沙星的親和性，以IC10衡量恩諾沙星化學(xué)發(fā)光免疫的檢測(cè)靈敏度。

1.2.4 CLIA樣品前處理方法

1.2.4.1 組織樣品 準(zhǔn)確稱取3g勻漿的組織樣品（雞肉、魚肉與蝦肉），加入9mL提取液（0.1mol/L NaOH∶乙腈=1∶8）混勻提取10min，室溫3000×g離心10min；取上清3mL，加入PBS 3mL、二氯甲烷8mL，充分混勻后室溫3000×g離心10min；取下層液體2mL氮?dú)獯蹈?，加?mL正己烷復(fù)溶后，加入一定體積的PBS振蕩混勻（0.5mL，稀釋倍數(shù)為2；1mL，稀釋倍數(shù)為4；以此類推），室溫3000×g離心10min后，取下層50μL待測(cè)，考察樣品基質(zhì)的影響并確定最佳稀釋倍數(shù)。

1.2.4.2 牛奶樣品 直接檢測(cè)樣品；或取適量樣本用PBS按一定比例稀釋（1∶1，則稀釋倍數(shù)為2；1∶3，稀釋倍數(shù)為4……依此類推），取50μL進(jìn)行檢測(cè)，并分析樣品基質(zhì)的影響以確定最佳稀釋倍數(shù)。

1.2.4.3 蜂蜜樣本 準(zhǔn)確稱取1g樣品，加入一定體積的樣品提取液（含30%乙醇的PBS緩沖液），振蕩30min，于3000×g離心10min，取上清50μL進(jìn)行分析樣品基質(zhì)的影響并確定最佳稀釋倍數(shù)（1mL含30%乙醇的PBS，稀釋倍數(shù)為2；3mL，稀釋倍數(shù)為4；以此類推）。

1.2.5 精密度測(cè)定 測(cè)定計(jì)算同一包被時(shí)間和三個(gè)不同包被時(shí)間的試劑盒中的板內(nèi)與板間的變異系數(shù)。在同一塊板上重復(fù)10次建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，測(cè)定OD450值并計(jì)算變異系數(shù)。

1.2.6 最低檢測(cè)限與定量限分析 隨機(jī)抽取經(jīng)HPLC分析未檢測(cè)出ENR的20份陰性樣品，用本研究建立的化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法檢測(cè)，計(jì)算最低檢測(cè)限（LOD）=陰性樣品ELISA檢測(cè)平均值+3倍標(biāo)準(zhǔn)差（SD），最低定量限（LOQ）=陰性樣品ELISA檢測(cè)平均值+6倍標(biāo)準(zhǔn)差（SD）。

1.2.7 準(zhǔn)確度分析 添加回收率（%）=測(cè)定的樣品濃度/理論濃度×100。在雞肉、魚肉、蝦肉、牛奶與蜂蜜陰性樣品中分別添加ENR標(biāo)準(zhǔn)品，使其濃度達(dá)到50、100、1000pg/g（pg/mL），每個(gè)樣品及添加濃度6次平行實(shí)驗(yàn)，計(jì)算平均添加回收率。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶標(biāo)抗原合成鑒定及與抗體最適工作濃度的確定

圖1 酶標(biāo)抗原ENR-HRP紫外掃描圖Fig.1 The UV absorbance spectra of ENR-HRP

酶標(biāo)抗原紫外掃描結(jié)果見圖1。ENR的特征峰為275.5、317、334nm，HRP的特征峰為278、402nm，偶聯(lián)產(chǎn)物經(jīng)透析后其特征峰為278、314、329、402nm?？梢?，偶聯(lián)產(chǎn)物的峰相比反應(yīng)物的特征峰，既保留了反應(yīng)物的特征峰也產(chǎn)生了新的特征峰，說明有新的物質(zhì)產(chǎn)生，即表明酶標(biāo)抗原合成成功。

表1 E-4抗體和酶標(biāo)抗原最佳工作濃度的確定Table.1 The optimum concentration of 4 antibody and enzyme labeled antigens

表2 板內(nèi)與板間變異實(shí)驗(yàn)Table.2 Plate variation with inter-assay and intra-assay

選擇效價(jià)最高的E-4抗血清作為測(cè)試抗體，采用方陣法實(shí)驗(yàn)，具體結(jié)果見表2，當(dāng)E-4抗體按1∶128000稀釋包被、ENR-HRP按1∶256000稀釋添加時(shí)，B/B0值達(dá)到最小為43.5%，即抑制率最高。考慮到發(fā)光值大小的因素，選定B/B0值為47.9%時(shí)包被抗體和酶標(biāo)抗原稀釋倍數(shù)為最佳工作濃度，即包被抗體按1∶64000倍稀釋包被，酶標(biāo)抗原按1∶256000倍稀釋添加。

2.2 CLIA標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍及檢測(cè)靈敏度

用添加的標(biāo)準(zhǔn)品濃度的對(duì)數(shù)和相應(yīng)結(jié)合率分別作為橫縱坐標(biāo)，建立化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖2）。當(dāng)ENR在3～810pg/mL范圍時(shí)，線性回歸方程為y=-13.898x+110.38（R2=0.9893）。經(jīng)計(jì)算，半抑制濃度IC50=69.63pg/mL，僅為蔣興東[18]和劉紅[19]建立的恩諾沙星直接競(jìng)爭(zhēng)ELISA技術(shù)所得IC50的1/500，也僅為趙銀麗[20]利用單克隆抗體技術(shù)對(duì)恩諾沙星進(jìn)行研究所得IC50的1/15；方法的檢測(cè)靈敏度IC10= 1.41pg/mL。

2.3 CLIA變異系數(shù)分析

圖2 ENR化學(xué)發(fā)光免疫檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 The standard curve of ENR chemiluminescence immunoassay

變異系數(shù)表示一個(gè)生產(chǎn)周期生產(chǎn)的試劑盒和不同生產(chǎn)周期生產(chǎn)的試劑盒之間的差異度。表2實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示一個(gè)生產(chǎn)周期的變異系數(shù)值為2.61%，不同生產(chǎn)周期變異系數(shù)值為4.71%，說明該種試劑盒在對(duì)恩諾沙星進(jìn)行檢測(cè)的過程中偏差不大，符合要求。

2.4 CLIA最低檢測(cè)限與定量限分析

隨機(jī)抽取本研究研制的ELISA試劑盒檢測(cè)HPLC確證為陰性的10份雞肉、10份魚肉、10份蝦肉、10份蜂蜜、10份牛奶，用于最低檢測(cè)限和定量限分析。結(jié)果表明（表3），雞肉、魚肉、蝦肉、蜂蜜、牛奶樣品中ENR殘留的最低檢測(cè)限分別為3.76、4.59、2.85、2.65、4.20pg/mL或pg/g，最低定量限分別為6.13、7.35、3.57、3.73、6.48pg/mL或pg/g。

表3 雞肉、魚肉、蝦肉、蜂蜜與牛奶空白組織樣品的最低檢測(cè)限與定量限（pg/g，pg/mL）Table.3 The LOD and LOQ in Blank tissue samples（chicken，fish，shrimp，honey，milk，pg/g，pg/mL）

2.5 CLIA樣品基質(zhì)的影響

添加恩諾沙星在3～810pg/mL濃度內(nèi)，稀釋檢測(cè)物基質(zhì)溶液16～32倍時(shí)，與空白組的檢測(cè)結(jié)果相比幾乎沒有差別（圖3），為簡(jiǎn)化操作步驟，縮短檢測(cè)時(shí)間，在進(jìn)行實(shí)際樣品檢測(cè)時(shí)，對(duì)基質(zhì)分別進(jìn)行16～32倍的稀釋。

2.6 CLIA樣品添加回收實(shí)驗(yàn)

將不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液混合到待測(cè)樣品中，提取回收后計(jì)算添加值。添加恩諾沙星到雞肉、魚、蝦、牛奶、蜂蜜等陰性待檢樣品中，添加濃度為50.0、100、1000pg/g（pg/mL），進(jìn)行5次平行實(shí)驗(yàn)，得到測(cè)得值以及添加回收率，如表4所示。結(jié)果表明，添加50.0～1000pg/g（pg/mL）ENR的平均回收率在88.28%～102.6%內(nèi)，本研究建立的CLIA方法的準(zhǔn)確度符合要求，可用于雞肉、魚、蝦、牛奶、蜂蜜等樣品中ENR殘留的快速檢測(cè)。

表4 雞肉、魚、蝦、牛奶、蜂蜜等樣品添加回收實(shí)驗(yàn)Table.4 Test of recovery in chicken，shrimp，milk，honey

3 結(jié)論與討論

化學(xué)發(fā)光免疫技術(shù)將高特異性的免疫反應(yīng)與高靈敏度的化學(xué)發(fā)光技術(shù)相結(jié)合，相比于酶聯(lián)免疫檢測(cè)技術(shù)縮短了檢測(cè)時(shí)間，大大降低了檢測(cè)限。劉鄧等[21]報(bào)道了一種基于魯米諾-辣根過氧化物酶體系的化學(xué)發(fā)光免疫分析試劑盒，用于檢測(cè)食品中的痕量恩諾沙星殘留，得到的IC50為0.106ng/mL，檢測(cè)時(shí)間約為50min。本研究的IC50明顯要低于以上結(jié)果，即靈敏度更高；檢測(cè)時(shí)間可以控制在30min以內(nèi)，也優(yōu)于以上方法。在對(duì)雞肉、魚肉、蝦肉、蜂蜜和牛奶等空白組織樣品中進(jìn)行恩諾沙星實(shí)際樣品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，最低檢測(cè)限分別為3.76、4.59、2.85、2.65、4.20pg/mL。恩諾沙星添加回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，平均回收率在88.28% ～102.6%之間，板內(nèi)和板間變異系數(shù)均低于10%。說明此方法符合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)食品中恩諾沙星殘留的要求，值得在實(shí)踐中進(jìn)行推廣。

在進(jìn)一步的試劑盒開發(fā)研究中，將在精密性、特異性、保存期和相關(guān)性實(shí)驗(yàn)方面進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，為該方法的試劑盒商品化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

圖3 樣品基質(zhì)對(duì)試劑盒檢測(cè)的影響Fig.3 The effect of specimen matrix on ELISA kit

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Study on detecting enrofloxacin residues in food by chemiluminescence immunoassay

GONG Yun-fei1，ZOU Xiao-nan1，ZHANG Lu-lu1，WU Ying-ying1，DAI Ming-yan1，CHEN Zong-lun2，ZHANG Ming-zhou1，*
（1.College of Life Science，China Jiliang University，Zhejiang Provincial Key Laboratory of Bio-metrology，Inspection and Quarantine，Hangzhou 310018，China；2.Hangzhou DNA Sci-tech Co.，Ltd.，Hangzhou 310013，China）

It was developed a chemiluminescence immunoassay（CLIA）method based on polyclonal antibody to detect the enrofloxacin residue in animal food.The CLEIA conditions were optimized.The optimal concentration of coating antibody dilution was 1∶64000 and the enrofloxacin markered enzymes dilution was 1∶256000.The results showed that：with an concentration range from 3 to 810pg/mL，the regression equation was y＝-13.898x+ 110.38（R2＝0.9893）.The 50%inhibition percentage（IC50）and sensitivity（IC10）was 69.63pg/mL and 1.41pg/mL，respectively.Actual sample testing experiment results showed：in chicken，fish，shrimp，honey and milk samples，the detection limits was 3.76，4.59，2.85，2.65 and 4.20pg/mL，respectively.The limit of quantity was 6.13，7.35，3.57，3.73 and 6.48pg/mL，respectively.Recoveries were between 88.28%～102.6%when ENR was spiked to samples at 50～1000pg/g（pg/mL）.The mean intra-assay variability and inter-assay was 2.61%and 4.71%，respectively.The CLIA which we stablished could be used to detect enrofloxacin residues in animal food.

enrofloxacin；chemiluminescence immunoassay；food safety

TS207.3

A

1002-0306（2014）04-0066-05

2013－08－02 *通訊聯(lián)系人

龔云飛（1984-），碩士研究生，主要從事食品安全快速檢測(cè)技術(shù)方面的研究。

浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2010R50028）；浙江省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2011E61018）；浙江省國境安全檢驗(yàn)檢疫科技創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)（2006C17014）；浙江省重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目（2012C12013-3）。