量子點標記免疫技術在食品中小分子有害物檢測中的應用

戴盡波

（廣東順德工業(yè)設計研究院（廣東順德創(chuàng)新設計研究院），廣東 佛山 528311）

量子點標記免疫技術在食品中小分子有害物檢測中的應用

戴盡波

（廣東順德工業(yè)設計研究院（廣東順德創(chuàng)新設計研究院），廣東 佛山 528311）

量子點（quantum dots，QDs）是一種熒光納米顆粒，具有熒光量子產率高、發(fā)射光譜窄、發(fā)射波長可調等優(yōu)點，是近幾年發(fā)展起來的一種新型熒光標記物，在食品中小分子有害物免疫檢測中的應用已成為研究熱點。本文總結介紹了3 種常用的QDs與抗體/抗原偶聯(lián)方法及其各自優(yōu)缺點，并對基于QDs的熒光免疫分析方法在食品小分子有害物檢測中的應用進行了詳細綜述。

量子點；偶聯(lián)；食品安全；小分子；熒光免疫分析

食品中小分子有害物質是引起食源性疾病的主要因素，如果蔬中的有機磷、氨基甲酸酯類等農藥殘留，動物性食品中的磺胺類、喹諾酮類等獸藥殘留，谷物中的黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮毒素等真菌毒素，還有一些人為非法添加的如三聚氰胺、蘇丹紅等有害物質，對這些物質建立快速、準確的檢測方法成為當今食品安全中的研究熱點。標記免疫分析方法因具有快速靈敏、成本低廉、適宜現(xiàn)場檢測等優(yōu)點，被廣泛應用于食品中小分子有害物質的快速檢測中。

目前常用的標記免疫分析技術有酶免疫分析、膠體金免疫分析、發(fā)光免疫分析和熒光免疫分析，對應的標記物分別是酶、膠體金、化學或生物發(fā)光體系、熒光物質。在這些標記物中，酶自身不穩(wěn)定，容易失活，靈敏度較低；膠體金雖然穩(wěn)定性好，檢測結果易觀察，但靈敏度低，無法進行定量檢測；化學和生物發(fā)光分析法的靈敏度雖然很高，但發(fā)光時間短，易受外部環(huán)境影響，結果重現(xiàn)性較差；熒光探針雖然克服了以上不足，但傳統(tǒng)的有機熒光染料中存在著激發(fā)光譜窄、熒光穩(wěn)定性差的缺點，難以對分析物進行高通量的檢測［1-2］。

量子點（quantum dots，QDs）是一種半導體熒光納米材料，具有優(yōu)良的光譜特征和光化學穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)熒光染料相比，其激發(fā)光譜寬、發(fā)射光譜窄、斯托克斯位移大、發(fā)光效率高、發(fā)光壽命長、發(fā)光顏色可調、光穩(wěn)定性好，十分適合作為熒光標記物，基于QDs建立的標記免疫分析方法具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、可用于高通量檢測的優(yōu)點，被廣泛應用于食品安全快速檢測領域［3-4］。本文就常用的QDs抗體/抗原偶聯(lián)方法、QDs標記熒光免疫技術在食品小分子有害物質檢測方面的應用研究做了綜述。

1　QDs與生物分子偶聯(lián)方法

QDs標記免疫技術將QDs作為熒光標記物，首先需要將QDs與抗體或抗原進行偶聯(lián)，制備熒光探針用于分析檢測。目前，QDs與抗體或抗原偶聯(lián)的常用方法有活潑酯法、馬來酰亞胺法、生物素-親和素間接連接法（圖1）。

圖1　不同QDs-抗體/抗原生物偶聯(lián)方法［8-10］Fig.1　Schematic diagram showing various methods for QD-antibody bioconjugation［8-10］

1.1活潑酯法

活潑酯法主要是用于羧基QDs與抗體/抗原的氨基連接。常用EDC為交聯(lián)劑，由于EDC與羧基反應的中間產物不穩(wěn)定，活化時還需加入N-羥基硫代琥珀酰亞胺（N-Hydroxysuccinimide，NHS），活化后的羧基和抗體/抗原表面的氨基形成酰胺鍵，生成共價結合的偶聯(lián)物（圖1a）［5］。

該方法優(yōu)點是大部分抗體或抗原都含有氨基和羧基，與QDs偶聯(lián)之前不需要進行化學修飾，且偶聯(lián)過程中不需特殊試劑、成本低、只需一步反應。但該方法也存在以下缺點：1）EDC的最佳反應pH值為酸性，而帶羧基QDs需在堿性條件下才能保持較高的溶解度和較好的穩(wěn)定性；2）反應的不定向性，即在與抗體的反應過程中，QDs可能會與抗體的結合位點連接，造成非特異性封閉，降低抗體的親和性；3）生物分子之間容易發(fā)生交聯(lián)反應，發(fā)生聚沉。如抗體與抗體之間容易發(fā)生交聯(lián)，產生沉淀，所以實驗過程中QDs與抗體的比例應該嚴格控制，以減少抗體之間的交聯(lián)反應［6-8］。

1.2馬來酰亞胺法

馬來酰胺亞法主要是通過抗體片段的巰基（-SH）與QDs表面的氨基進行連接。首先要利用DTT的還原性，將抗體上兩條重鏈之間的二硫鍵還原，斷裂生成-SH。為了保證斷裂生成的抗體片段仍然具有抗原結合能力，還原過程中需要精確控制DTT的添加量，保證只有抗體兩條重鏈之間的二硫鍵發(fā)生還原斷裂，而輕鏈與重鏈之間的二硫鍵不發(fā)生還原斷裂。經過還原生成的抗體片段（一條重鏈加一條輕鏈，分子質量為75 kD）有兩個-SH基團能與QDs的氨基進行偶聯(lián)，用大約長0.83 nm的SMCC作為交聯(lián)劑進行連接。偶聯(lián)時QDs上的氨基先與交聯(lián)劑的琥珀酰亞胺酯基反應，然后抗體片段上的-SH與交聯(lián)劑的馬來酰亞胺基團反應，最終量子點與抗體片段之間通過SMCC連接形成偶聯(lián)物（圖1b）［9-10］。

該方法的最大優(yōu)點是抗體與QDs偶聯(lián)具有方向性，即QDs只與抗體重鏈上的-SH反應，不會占據(jù)抗體上的抗原結合位點，但在與QDs偶聯(lián)之前，需要用還原劑對抗體進行分解，容易造成重鏈與輕鏈之間的二硫鍵斷裂，抗體活性損失大，與QDs標記后活性較低。

1.3生物素橋間接偶聯(lián)

生物素-親和素系統(tǒng)非共價連接法主要是利用生物素和親和素之間的高度親和力將QDs與生物分子連接（圖1c）。該方法主要通過QDs修飾親和素或生物素來實現(xiàn)：1）QDs修飾親和素，生物分子修飾生物素，首先通過靜電吸附或共價交聯(lián)的方法將親和素修飾到QDs表面，然后再與修飾了生物素的生物分子混合反應，生物素-親和素非共價結合將QDs與抗體連接；2）QDs修飾生物素，生物分子修飾親和素，帶氨基功能基團的QDs在交聯(lián)劑作用下與生物素羧基共價連接，或者先將生物素與聚合物共價偶聯(lián)，然后再將聚合物修飾到QDs表面。然后將生物素化的QDs與親和素修飾的生物分子混合反應連接；3）將QDs和生物分子同時修飾生物素，然后將兩者混合后加入親和素進行連接［11-15］。

生物素-親和素優(yōu)點是結合物比較穩(wěn)定，能夠放大反應信號；缺點是試劑價格昂貴，操作復雜，此外由于蛋白上的生物素或親和素連接的位置不能嚴格控制，生物素可能接近于抗體的抗原識別區(qū)，導致抗體親和力降低。

2　QDs標記免疫技術在食品小分子有害物質檢測中的應用

QDs標記免疫技術是基于免疫反應對待測物進行檢測的一項食品檢測新技術，是一種超微量測定技術，已成為食品安全檢測的重要工具之一。食品安全快速檢測中常用的QDs標記免疫分析方法有熒光酶聯(lián)免疫分析（fluorescence-linked immunosorbent assays，F(xiàn)LISA）法、熒光免疫層析（immunochromatographic assay，ICA）法。

2.1FLISA法

酶聯(lián)免疫吸附分析（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法是在小分子免疫檢測中使用最廣泛的一類免疫分析方法，其原理是先將酶標記在抗體或抗原上，然后將標記物進行免疫反應，洗滌后加入酶底物，檢測酶催化底物產生的信號，信號的強度與被檢測物質濃度成比例關系。同樣的可以將QDs作為熒光材料與抗原或抗體偶聯(lián)，建立FLISA，建立的方法不僅靈敏度更高，而且操作更簡便，不需要添加底物反應顯色。

Chen Junxia等［16］以QDs標記的羊抗鼠二抗為檢測信號，建立了檢測雞肉中的恩諾沙星殘留的間接競爭FLISA（indirect competitive FLISA，icFLISA），該方法的線性檢測范圍為1～100 ng/mL，檢測限（limit of detection，LOD）達到2.5 ng/mL。Chen Yiping等［17］同樣的利用QDs標記的羊抗鼠二抗，建立快速檢測飲用水中毒死蜱的icFLISA，該方法LOD為8.4 ng/mL，與傳統(tǒng)ELISA相比，不僅靈敏度提高1.5 倍，檢測時間也縮短0.5 h；Sun Meimei等［18］分別用生物素、鏈霉親和素標記羊抗兔二抗、QDs，利用生物素-親和素放大系統(tǒng)，建立檢測水中17 β-雌二醇的icFLISA，該方法的檢測線性范圍0.01～10 000 ng/mL，LOD達到0.005 42 ng/mL。以上研究都是基于QDs標記二抗為信號建立的icFLISA，該方法主要優(yōu)點是QDs標記的二抗可以直接購買，減少標記步驟，降低對一抗活性的影響，但檢測中要求使用二抗，需要分兩步進行反應，操作較復雜，整個檢測過程耗時較長。

研究者將QDs直接標記一抗上，建立直接競爭FLISA（direct competitive FLISA，dcFLISA），這樣只需一步反應就可以達到分析目的，檢測時間大大縮短，提高檢測效率。Shen Jianzhong等［19］首先通過DTT/SMCC將QDs與抗磺胺二甲嘧啶（sulfadimidine，SMZ）單克隆抗體偶聯(lián)，并利用聚丙烯酰胺凝膠電泳（polyacrylamide gel electrophoresis，PAGE）及毛細管電泳技術對標記物進行鑒定，最終建立了檢測牛奶中SMZ的dcFLISA，該方法檢測牛奶時半數(shù)抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）及LOD分別達到4.3、0.6 ng/mL。Chen Yiping等［20］用生物素及鏈霉親和素分別修飾毒死蜱單克隆抗體和CdTe量子點，建立了檢測飲用水中的dcFLISA，該方法的IC50及LOD分別達到28.5、3.8 ng/mL，比傳統(tǒng)的ELISA靈敏度提高了5.5 倍，檢測時間縮短了1 h。Liu Jingkun等［21］通過EDC/NHS方法將CdTe量子點與氰戊菊酯單克隆抗體偶聯(lián)，建立檢測水及蔬菜中氰戊菊酯殘留的dcFLSA，該方法LOD達到25 ng/mL。Zhang Zhaowei等［22］通過EDC方法將CdTe與黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）單克隆抗體偶聯(lián)，建立檢測黃曲霉毒素的dcFLISA方法，檢測花生樣品時IC50達到0.149 ng/mL，LOD達到0.016 ng/mL，回收率達到85%～117%。

但有研究發(fā)現(xiàn)當將QDs與抗體偶聯(lián)時，QDs會占據(jù)部分抗體的抗原結合位點，使抗體的親和力下降，降低方法的靈敏度。故有研究者通過標記抗原建立dcFLISA對食品中小分子有害物進行檢測。Trapiella-Alfonso等［23］先將孕酮半抗原與牛血清蛋白（bovine albumin，BSA）偶聯(lián)，然后通過EDC/NHS將QDs標記在孕酮半抗原衍生物（progesterone-BSA）上，建立檢測牛奶中孕酮的dcFLISA，該方法的IC50達到2.2 ng/mL，LOD達到0.1 ng/mL。Beloglazova等［24］將QDs分別與玉米烯酮（zearalenone，ZEN）單克隆抗體、玉米烯酮-雞卵白蛋白（ovalbumin，OVA）抗原偶聯(lián)，研究中發(fā)現(xiàn)QDs標記后的抗體活性下降，原因可能是QDs標記導致抗體的構象發(fā)生變化，同時非特異性封閉了抗體的抗原結合位點，從而導致QD-抗體結合物的反應活性下降。故使用QDs標記的ZEN-OVA為檢測信號，建立檢測小麥中ZEN的dcFLISA，該方法的靈敏度IC50達到0.1 ng/mL，相比ELISA靈敏度提高了4 倍。Beloglazova等［25］隨后對該方法進行了改進，先利用脂質體將多個QDs包裹形成大顆粒的熒光微球，然后再將熒光微球與ZEN-OVA偶聯(lián)后建立dcFLISA，該方法的靈敏度比單純用QDs與ZEN-OVA偶聯(lián)建立的方法靈敏度要高30 倍。并以同樣的方法建立檢測牛奶中黃曲霉毒素M1的dcFLISA，LOD達到0.002 5 ng/g［26］。

2.2ICA法

目前免疫層析產品主要為膠體金免疫層析試紙條，其在食品安全檢測領域得到了迅速發(fā)展，但是這種分析方法也存在著不足，如檢測靈敏度不高、僅限用于定性或半定量分析等。將QDs作為標記物應用于免疫層析技術中，不僅充分體現(xiàn)了免疫層析技術的簡便、快速、特異性強的優(yōu)點，而且展示了QDs的高靈敏度，以及它的熒光特性，可用于定量分析，顯示出巨大的優(yōu)勢。

胡華軍等［27］將C d Te/Z n S e Q D s與克倫特羅（clenbuterol，CLE）多克隆抗體結合，作為指示CLE分子的熒光標記物，制備出一種用于檢測的熒光免疫層析試紙條，其最低檢測限可達1 ng/mL，但該方法只能用于定性檢測。后來Berlina等［28］通過EDC/NHS方法將發(fā)射波長為625 nm的QDs與氯霉素單克隆抗體偶聯(lián)，制備了可用于牛奶中氯霉素定性及定量檢測的熒光試紙條，當定量檢測時LOD達到0.3 ng/mL。Zhou Changhua等［29］為提高檢測方法的穩(wěn)定性，先對CdSe/ZnS QDs進行改進，用原硅酸四乙酯對CdSe/ZnS修飾二氧化硅層，然后在二氧化硅表面接枝聚合物進行親水性處理，得到高穩(wěn)定性QDs，再與萊克多巴胺單克隆抗體連接，制備用于檢測豬尿中萊克多巴胺的熒光試紙條，該方法LOD達到0.1 ng/mL，相比其他商業(yè)化的試紙條靈敏度提高30 倍。

同樣為了提高QDs穩(wěn)定性及試紙條的檢測靈敏度，Ren Meiling等［30］利用聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）包裹CdSe/ZnS QDs制備量子點熒光微球（quantum dot beads，QBs），制備的QBs熒光強度比單純的CdSe/ZnS QDs要高2 863 倍，同時穩(wěn)定性也大大提高，然后將QBs通過EDC與AFB1抗體偶聯(lián)得到熒光探針，以此建立定量檢測玉米中AFB1的量子點免疫層析試紙條，該方法的IC50比單純用QDs制備的要低39 倍，LOD比傳統(tǒng)的膠體金試紙條要低2 個數(shù)量級，與ELISA、液相色譜-串聯(lián)質譜（liquid chromatography tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）方法相當。隨后Duan Hong等［31］以同樣的方法建立了定量檢測ZEN的量子點免疫層析試紙條，該方法線性范圍為0.125～10 ng/mL，LOD可達0.062 5 ng/mL，比膠體金試紙條的低5.6 倍。

2.3小分子有害物高通量檢測

免疫分析的最大優(yōu)勢在于抗原抗體反應具有高度特異性，但是在一些分析檢測中，要求在同一個樣品中同時檢測多種不同的分析物，使用酶免疫測定或者有機熒光染料的免疫分析均不能達到要求，因為它們的發(fā)射光譜寬容易發(fā)生重疊，而將QDs作為熒光探針時，利用其一元激發(fā)多元發(fā)射的光學特性，可以將發(fā)射波長不同的QDs標記到針對不同分析物的特異性抗體/抗原上，得到不同的熒光光譜的強度進行高通量檢測。

Peng Chifang等［15］首次利用量子點的多色性建立抗生素多殘留FLISA檢測方法，該方法首先用親和素修飾對應發(fā)射波長為520、545、570、590、635 nm 的QDs，然后用生物素分別修飾抗地塞米松抗體、抗慶大霉素抗體、抗氯銷西泮抗體、抗醋酸甲地孕酮抗體和抗頭孢噻呋抗體5 種抗體，通過親和素-生物素橋連作用，制備出5 種熒光標記物，然后建立了多重QDs標記的FLISA熒光免疫分析方法。該方法能夠檢測豬肉中地塞米松、慶大霉素、氯銷西泮、醋酸甲地孕酮和頭孢噻呋5種藥物的殘留，LOD分別可達0.13、0.16、0.07、0.06、0.14 μg/kg。但該方法只能對每種藥物進行分別檢測，而不能同時檢測，因為選擇的5 種QDs發(fā)射光譜 較寬，各發(fā)射波長重疊嚴重，因此在同時檢測多種目標化合物時，互相干擾比較嚴重，而影響檢測效果。

Zhu Ku等［32］用QDs的熒光多色性，將發(fā)射波長為605 nm的QDs通過親和素-生物橋連作用標記在針對磺胺類藥物的抗克隆抗體上，將655 nm QDs標記羊抗鼠二抗來識別喹諾酮類藥物的單抗，然后將兩 類藥物的包被原混合包被，建立的dcFLISA可實現(xiàn)同時檢測11 種喹諾酮類藥物和6 種磺胺類藥物殘留，檢測牛奶中喹諾酮類、磺胺類藥物的LOD分別為 0.18、0.17 ng/mL。但是該方法操作復雜，不利于實際應用，同時此方法采用的是廣譜性的抗體，不能檢測具體的某種藥物，而只能分別檢測出兩類藥物的總量。

Beloglazova等［33］利用多色QDs建立了同時檢測兩種真菌毒素的FLISA，做到真正的多組分同時檢測。首先分別將AFB1抗原（AFB1-BSA）、ZEN抗原（ZENBSA）與發(fā)射波長為540、594 nm的QDs連接，然后在同一個板孔中混合包被兩種抗體，建立可同時檢測AFB1和ZEN的dcFLISA，該方法檢測AFB1和ZEN的LOD分別為1、1.8 ng/g，實現(xiàn)多組分的同時檢測。

Song Erqun等［34］利用QDs多色標記，建立了陣列可視化檢測牛奶中多抗生素殘留，該方法首先將熒光發(fā)射波長為520、565、610 mn的QDs分別與抗鏈霉素抗體、抗四環(huán)素抗體和抗青霉素G抗體偶聯(lián)制備QDs-抗體探針，然后將對應的抗原分別包被在同一塊酶標板的不同孔上，反應后在酶標板上通過陣列分析實現(xiàn)對牛奶中3 種抗生素殘留的同時檢測，通過空間分辨及QDs的波長分辨，實現(xiàn)3 種抗生素的同時檢測，3 種抗生素的LOD均達到了0.005 ng/mL，比傳統(tǒng)ELISA方法更靈敏、更準確。

Taranova等［35］首次采用QDs的多色性與免疫層析技術相結合，建立了牛奶中多種抗生素殘留檢測的免疫層析方法，該方法將525、585、625 nm 3種發(fā)射波長的QDs分別標記抗氧氟沙星（ofloxacin ，OFL）抗體、抗氯霉素（chloramphenicol，CAP）抗體、抗鏈霉素（streptomycin，STM）抗體，在試紙條上不同區(qū)域劃上3 條檢測線（對應OFL、CAP、STM抗原），然后在紫外照射下采用電荷耦合圖像傳感器讀取檢測線與控制線的熒光強度，建立了可同時檢測3 種抗生素殘留的免疫層析試紙條，對OFL、CAP、STM 3 種抗生素的LOD分別達到0.3、0.12、0.2 ng/mL，比使用相同抗體建立的ELISA方法靈敏度要高80～200 倍，檢測時間更短。

基于QDs的多組分免疫分析方法與同樣具有同時檢測多種組分的色譜方法相比，具有操作簡單、成本低、可同時檢測、樣品量大等優(yōu)點，可為食品中多種分析物的實時檢測提供了寶貴的工具。

3　結 語

QDs作為一種新型的熒光探針，與傳統(tǒng)的有機熒光染料相比，其具有優(yōu)越的熒光強度強和穩(wěn)定性，因此可以取代有機熒光染料進行熒光標記免疫分析。

有效地將抗體或抗原偶聯(lián)在QDs表面并保持其生物學活性，是QDs免疫分析應用中至關重要的一步。QDs與抗體或抗原偶聯(lián)后存在水溶性降低、容易聚沉、熒光容易猝滅等問題，研究者通過對量子點進行改性，修飾或包裹二氧化硅、PMMA、脂質體等材料，制備QBs，避免QDs直接跟外部環(huán)境接觸，提高了QDs穩(wěn)定性及熒光強度。但這些存在方法操作復雜、成本較高的問題，不利于實際應用，所以研究更為簡單、高效的QDs修飾方法是未來量子點免疫檢測應用的重要研究方向之一。目前QDs常用與抗體進行偶聯(lián)制備熒光探針，但研究發(fā)現(xiàn)QDs會占據(jù)部分抗體的抗原結合位點，使抗體的親和力下降，導致檢測方法的靈敏度下降，有研究者通過標記抗原建立免疫分析方法，能夠有效地提高檢測靈敏度，同時也有研究者直接將QDs與鏈霉親和素進行偶聯(lián)，然后用小分子的生物素與抗體連接，降低對對抗體活性的影響，同時利用鏈霉親和素-生物素放大系統(tǒng)，提高了檢測靈敏度。

利用QDs的多色標記，可實現(xiàn)食品中的多組分同時檢測，大大提高檢測效率，目前常用于多組分分析的主要是FLISA，該方法大部分只能同時檢測兩種分析物，檢測過多分析物時，QDs的波長容易重疊，造成干擾。有研究者通過免疫層析的方法建立多組分分析方法，在膜上的不同區(qū)域進行劃線，利用空間分辨及QDs的波長分辨建立多組分免疫分析，可有效避免波長之間的干擾，可同時檢測更多組分，與FLISA相比具有快速、簡便的優(yōu)點，但目前基于免疫層析建立多組分檢測方法較少，開發(fā)具有高通量、選擇性強、快速、便捷等要求的量子點新技術，是當前研究者們集中探索的重大任務之一。隨著QDs點制備工藝研究的不斷深入，標記方法的不斷改良，相信QDs標記免疫分析技術在未來的食品安全檢測，尤其在多組分檢測領域的應用將會越來越廣泛。

［1］ 楊代鳳， 劉騰飛， 鄧金花， 等. 標記免疫分析在農獸藥殘留檢測中的應用研究進展［J］. 中國農學通報， 2012， 28（30）: 218-225. DOI:10.3969/j.issn.1000-6850.2012.30.040.

［2］ 王宇， 沈玉棟， 雷紅濤， 等. 免疫分析標記技術研究進展［J］. 食品工業(yè)科技， 2007， 28（10）: 221-225. DOI:10.3969/j.issn.1002-0306.2007.10.072.

［3］ 王傳濤， 劉道杰， 王術皓. 量子點在標記免疫分析中的應用研究進展［J］. 臨床檢驗雜志， 2007， 25（1）: 73-74. DOI:10.3969/j.issn.1001-764X.2007.01.028.

［4］ 李文君， 侯玉澤， 胡驍飛， 等. 量子點標記技術在免疫學檢測中的應用［J］. 中國免疫學雜志， 2012， 28（10）: 953-956. DOI:10.3969/ j.issn.1000-484X.2012.10.021.

［5］ WANG S P， MAMEDOVA N， KOTOV N A， et al. Antigen/antibody immunocomplex from CdTe nanoparticle bioconjugates［J］. Nano Letters， 2002， 2（8）: 817-822. DOI:10.1021/nl0255193.

［6］ ALGAR W R， TAVARES A J， KRULL U J. Beyond labels: a review of the application of quantum dots as integrate d components of assays，bioprobes， and biosensors utilizing optical transduction［J］. Analytica Chinica Acta， 2010， 673（1）: 1-25. DOI:10.1016/j.aca.2010.05.026.

［7］ HUA X， LIU T， CAO Y， et al. Characterization of the coupling of quantum dots and immunoglobulin antibodies［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2006， 386（6）: 1665-1671. DOI:10.1007/ s00216-006-0807-5.

［8］ BLANCO-CANOSA J B， WU M， SUSUMU K， et al. Recent progress in the bioconjugation of quantum dots［J］. Coordination Chemistry Reviews， 2014， 263（8）: 101-137. DOI:10.1016/j.ccr.2013.08.030.

［9］ 邢仕歌， 熊齊榮， 鐘強， 等. 量子點抗體偶聯(lián)技術研究進展［J］. 分析化學， 2013， 41（6）: 949-955. DOI:10.3724/SP.J.1096.2013.21071.

［10］ MAHMOUD W， ROUSSERIE G， REVEIL B， et al. Advanced procedures for labeling of antibodies with quantum dots［J］. Analytical Biochemistry， 2011， 416（2）: 180-185. DOI:10.1016/j.ab.2011.05.018.

［11］ XING Y， CHAUDRY Q， SHEN C， et al. Bioconjugated quantum dots for multiplexed and quantitative immunohistochemistry［J］. Nat Protoc，2007， 2（5）: 1152-1165. DOI:10.1038/nprot.2007.107.

［12］ HLAVACEK A， BOUCHAL P， SKLáDAL P. Biotinylation of quantum dots for application in fluoroimmunoassays with biotinavidin amplifi cation［J］. Microchimica Acta， 2012， 176（3/4）: 287-293. DOI:10.1007/s00604-011-0729-6.

［13］ GOLDMAN E R， BALIGHIAN E D， MATTOUSSI H， et al. Avidin: a natural bridge for quantum dot-antibody conjugates［J］. Journal of the American Chemical Society， 2002， 124（22）: 6378-6382. DOI:10.1021/ ja0125570.

［14］ SAPSFORD K E， ALGAR W R， BERTI L， et al. Functionalizing nanoparticles with biological molecules: developing chemistries that facilitate nanotechnology［J］. Chemical Reviews， 2013， 113（3）: 1904-2074. DOI:10.1021/cr300143v.

［15］ PENG C F， LI Z， ZHU Y， et al. Simultaneous and sensitive determination of multiplex chemical residues based on multicolor quantum dot probes［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2009， 24（12）: 3657-3662. DOI:10.1016/j.bios.2009.05.031.

［16］ CHEN J X， XU F， JIANG H， et al. A novel quantum dot-based fluoroimmunoassay method for detection of Enrofloxacin residue in chicken muscle tissue［J］. Food Chemistry， 2009， 113（4）: 1197-1201. DOI:10.1016/j.foodchem.2008.08.006.

［17］ CHEN Y P， NING B， LIU N， et al. A rapid and sensitive fluoroimmunoassay based on quantum dot for the detection of chlorpyrifos residue in drinking water［J］. Journal of Environmental Science and Health. Part B. Pesticides Food Contaminants and Agricultural Wastes， 2010， 45（6）: 508-515. DOI:10.1080/03601234.20 10.493476.

［18］ SUN M M， DU L， GAO S， et al. Determination of 17 beta-oestradiol by fl uorescence immunoassay with streptavidin-conjugated quantum dots as label［J］. Steroids， 2010， 75（6）: 400-403. DOI:10.1016/ j.steroids.2010.02.002.

［19］ SHEN J Z， XU F， JIANG H， et al. Characterization and application of quantum dot nanocrystal-monoclonal antibody conjugates for the determination of sulfamethazine in milk by fluoroimmunoassay［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2007， 389（7/8）: 2243-2250.

［20］ CHEN Y P， REN H L， LIU N， et al. A fl uoroimmunoassay based on quantum dot-streptavidin conjugate for the detection of chlorpyrifos［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2010， 58（16）: 8895-8903. DOI:10.1007/s00216-007-1609-0.

［21］ LIU J K， ZHANG Q， ZHANG W， et al. Development of a fluorescence-linked immunoassay based on quantum dots for fenvalerate［J］. Food and Agricultural Immunology， 2014， 25（1）: 82-93. DOI:10.1080/09540105.2012.749220.

［22］ ZHANG Z W， LI Y， LI P， et al. Monoclonal antibody-quantum dots CdTe conjugate-based fluoroimmunoassay for the determination of aflatoxin B1in peanuts［J］. Food Chemistry， 2014， 146: 314-319. DOI:10.1016/j.foodchem.2013.09.048.

［23］ TRAPIELLA-ALFONSO L， COSTA-FERNANDEZ J M，PEREIRO R， et al. Development of a quantum dot-based fl uorescent immunoassay for progesterone determination in bovine milk［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2011， 26（12）: 4753-4759. DOI:10.1016/ j.bios.2011.05.044.

［24］ BELOGLAZOVA N V， SPERANSKAYA E S， de SAEGER S， et al. Quantum dot based rapid tests for zearalenone detection［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2012， 403（10）: 3013-3024. DOI:10.1007/ s00216-012-5981-z.

［25］ BELOGLAZOVA N V， SHMELIN P S， SPERANSKAYA E S，et al. Quantum dot loaded liposomes as fluorescent labels for immunoassay［J］. Analytical Chemistry， 2013， 85（15）: 7197-7204. DOI:10.1021/ac401729y.

［26］ BELOGLAZOVA N V， SHMELIN P S， GORYACHEVA I Y， et al. Liposomes loaded with quantum dots for ultrasensitive on-site determination of aflatoxin M1in milk products［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2013， 405（24）: 7795-7802. DOI:10.1007/ s00216-013-7096-6.

［27］ 胡華軍， 付濤， 張明洲， 等. CdTe/ZnSe核殼量子點免疫層析試紙條檢測克倫特羅的研究［J］. 分析化學， 2010（12）: 1727-1731. DOI:10.3724/SP.J.1096.2010.01727.

［28］ BERLINA A N， TARANOVA N A， ZHERDEV A V， et al. Quantum dot-based lateral fl ow immunoassay for detection of chloramphenicol in milk［J］. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2013， 405（14）: 4997-5000. DOI:10.1007/s00216-013-6876-3.

［29］ ZHOU C H， YUAN H， WANG X， et al. CdSe/ZnS quantum dots with multi-shell protection: synthesis and application in the detection of ractopamine residue in swine Urine［J］. Science of Advanced Materials，2013， 5（3）: 285-294. DOI:10.1166/sam.2013.1457.

［30］ REN M L， XU H， HUANG X， et al. Immunochromatographic assay for ultrasensitive detection of aflatoxin b1 in maize by highly luminescent quantum dot beads［J］. ACS Applied Materials & Interfaces， 2014， 6（16）: 14215-14222. DOI:10.1021/am503517s.

［31］ DUAN H， CHEN X， XU W， et al. Quantum-dot submicrobead-based immunochromatographic assay for quantitative and sensitive detection of zearalenone［J］. Talanta， 2015， 132: 126-131. DOI:10.1016/ j.talanta.2014.08.076.

［32］ ZHU K， LI J， WANG Z， et al. Simultaneous detection of multiple chemical residues in milk using broad-specificity antibodies in a hybrid immunosorbent assay［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2011，26（5）： 2716-2719. DOI：10.1016/j.bios.2010.09.011.

［33］ BELOGLAZOVA N V， SPERANSKAYA E S， WU A， et al. Novel multiplex fluorescent immunoassays based on quantum dot nanolabels for mycotoxins determination［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2014，62（6）： 59-65. DOI：10.1016/j.bios.2014.06.021.

［34］ SONG E Q， YU M， WANG Y， et al. Multi-color quantum dot-based fluorescence immunoassay array for simultaneous visual detection of multiple antibiotic residues in milk［J］. Biosensors and Bioelectronics，2015， 72（5）： 320-325. DOI：10.1016/j.bios.2015.05.018.

［35］ TARANOVA N A， BERLINA A N， ZHERDEV A V， et al. ‘Traffic light’ immunochromatographic test based on multicolor quantum dots for the simultaneous detection of several antibiotics in milk［J］. Biosensors and Bioelectronics， 2015， 63（7）： 255-261. DOI：10.1016/ j.bios.2014.07.049.

A Review of the Application of Quantum Dots as Probes in Fluorescent Immunoassays of Low Molecular Weight Food Contaminants

DAI Jinbo
（Guangdong Shunde Industrial Design Institute（Guangdong Shunde Innovative Design Institute）， Foshan 528311， China）

Quantum dots （QDs） are semiconductor nanoparticles with very interesting optical properties like high quantum yield， and narrow and size-tunable fluorescence spectra. QDs are applied widely， especially as fluorescence labels in food safety detection that has received increased attention recently. In this review， three methods for coupling antibody/antigen to QDs are discussed. The development of QD-based fluorescent immunoassays for the detection of low molecular weight hazardous compounds in the food safety area is also demonstrated.

quantum dots； conjugation； food safety； low molecular weight compounds； fluorescent immunoassays

10.7506/spkx1002-6630-201619049

TS201.6

A

1002-6630（2016）19-0296-06

戴盡波. 量子點標記免疫技術在食品中小分子有害物檢測中的應用［J］. 食品科學， 2016， 37（19）： 296-301. DOI：10.7506/ spkx1002-6630-201619049. http：//www.spkx.net.cn

DAI Jinbo. A review of the application of quantum dots as probes in fluorescent immunoassays of low molecular weight food contaminants［J］. Food Science， 2016， 37（19）： 296-301. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201619049. http：//www.spkx.net.cn

2015-12-31

戴盡波（1988—），男，碩士研究生，研究方向為食品安全。E-mail：jinbodai@126.com