基于合成受體的食品污染物生物檢測進(jìn)展

胥欣欣，匡華

（1 江南大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 無錫 214122； 2 江南大學(xué)食品學(xué)院，生物界面與生物檢測研究所，江蘇 無錫 214122）

食品安全是世界性問題。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的日益發(fā)展，食品安全已成為關(guān)乎人類健康的全球性挑戰(zhàn)。食品安全問題對國家的政治穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展等都具有重要的影響。民以食為天，我國為保證食品安全，保障公眾身體健康和生命安全，制定了《中華人民共和國食品安全法》?，F(xiàn)行國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了食品、食品添加劑、食品相關(guān)產(chǎn)品中的致病性微生物、農(nóng)藥殘留、獸藥殘留、生物毒素、重金屬等污染物質(zhì)以及其他危害人體健康物質(zhì)的限量要求。對食源性疾病、食品污染以及食品中的有害因素進(jìn)行監(jiān)測，是食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測和評估的重要環(huán)節(jié)之一。

目前，已經(jīng)有多種成熟的檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用于食品安全檢測，如高效液相色譜（HPLC）、氣相色譜（GC）、高效液相色譜-質(zhì)譜（HPLC-MS）、氣 相 色 譜- 質(zhì) 譜（GC-MS） 和 核 磁 共 振（NMR）［1-2］。這些儀器分析技術(shù)有普遍的局限性，如檢測時(shí)間長，依賴專業(yè)的樣品處理技術(shù)和昂貴的儀器等，限制了它們的應(yīng)用。ELISA（enzyme linked immunosorbent assay）、膠體金免疫色譜（gold immunochromatographic assay，GICA）、電化學(xué)生物傳感器等相對低成本、便攜且易于操作，在食品分析領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力［3-8］。還有基于分子印跡聚合物（molecular imprinted polymer，MIP）的傳感器，利用MIP可以模仿抗體、酶和其他生物分子的特異性和選擇性的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)污染物的識(shí)別、富集和分離［9-11］。

除了上述幾種檢測手段，基于受體-配體相互作用的受體結(jié)合測定技術(shù)（receptor-binding assay，RBA）也是篩查分析食品安全相關(guān)毒害物質(zhì)的有效工具和研究熱點(diǎn)［7，12-14］。所謂受體，是指細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的一些能與生物活性分子（如藥物、毒素、神經(jīng)遞質(zhì)、激素和抗體等，統(tǒng)稱配體）相互作用的生物大分子。和抗體-抗原一樣，受體-配體反應(yīng)具有高親和力、高特異性和高飽和。受體只能與相應(yīng)的活性物質(zhì)結(jié)合，因此受體技術(shù)在食品安全檢測方面同樣具有準(zhǔn)確性。

本文將概述應(yīng)用于食品檢測的受體種類，以及制備受體的常用表達(dá)方式，列舉已經(jīng)開發(fā)用于食品檢測的具體受體，例如針對抗生素類藥物，生物毒素等。本文也將分析受體在食品安全檢測中的優(yōu)勢和潛在局限性，同時(shí)展望受體在食品安全檢測中的應(yīng)用前景和未來研究方向。

1 受體的概述

廣義上來說，受體的涵蓋范圍很廣。只要能和目標(biāo)物特異性結(jié)合的物質(zhì)（如核酸、多肽、蛋白質(zhì)等化合物），都可以被稱為受體。本文所述受體主要聚焦于受體蛋白，是來自于生物體或細(xì)胞的生物大分子。

1.1 受體與配體

受體和配體之間有3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的功能：①識(shí)別和結(jié)合，即兩者以高親和力、高特異性識(shí)別并結(jié)合結(jié)構(gòu)互補(bǔ)區(qū)域；②轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)，即受體-配體的相互作用會(huì)激活級聯(lián)反應(yīng)，將細(xì)胞外的信號(hào)傳遞到效應(yīng)器，比如酶、離子通道等，使它們的活性或構(gòu)象發(fā)生相應(yīng)的變化；③產(chǎn)生相應(yīng)的生物效應(yīng)，及引起細(xì)胞功能變化。另外，如果受體結(jié)合的是拮抗劑，那么就會(huì)阻斷某個(gè)生物效應(yīng)。從受體-配體的結(jié)合角度看，受體具有四大特征：立體選擇性、飽和性、可逆性、高親和力［15］。本文著重介紹：基于受體-配體的特異性識(shí)別和結(jié)合，可以開發(fā)類似基于抗體-抗原反應(yīng)的檢測裝置；基于受體-配體結(jié)合后產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，可以開發(fā)細(xì)胞傳感器，用于檢測目標(biāo)物。

1.2 受體的分類

根據(jù)不同的細(xì)胞定位，可將受體分為三大類［15］：①外膜受體，包括神經(jīng)遞質(zhì)、絕大多數(shù)激素、生長因子、神經(jīng)營養(yǎng)因子、免疫活性物質(zhì)以及感覺刺激物等的受體；②內(nèi)膜受體，即細(xì)胞器膜受體，如三磷酸肌醇受體等；③細(xì)胞漿膜內(nèi)的受體，包括類固醇激素和一些脂溶性激素等的受體，這類受體都是在胞質(zhì)中與配體結(jié)合，再移位至細(xì)胞核，激活相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄而發(fā)揮作用。由于它們最終與核內(nèi)的DNA相互作用，故又被稱為核受體。

2 受體蛋白的制備

2.1 表達(dá)系統(tǒng)的概述

隨著分子生物相關(guān)學(xué)科的快速發(fā)展，越來越多的重組蛋白生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)出來。從最簡單的細(xì)菌到高等的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，它們都可以作為表達(dá)宿主。目前，世界上已開發(fā)完善且得到廣泛認(rèn)可的重組蛋白表達(dá)體系主要包括：大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)、酵母表達(dá)系統(tǒng)、昆蟲表達(dá)系統(tǒng)和哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng)（圖1），這些表達(dá)系統(tǒng)具有不同的優(yōu)劣勢（表1）。

表1 4種表達(dá)系統(tǒng)的比較Tab.1 Comparison of 4 expression systems

圖1 不同的重組蛋白表達(dá)系統(tǒng)Fig.1 Different expression systems for recombinant proteins production

2.1.1 原核表達(dá)系統(tǒng)

最常用的原核蛋白表達(dá)系統(tǒng)是大腸桿菌E.coli表達(dá)系統(tǒng)。大腸桿菌遺傳背景清晰、易培養(yǎng)、基因工程操作簡單，而且繁殖速度快、成本低，商品化表達(dá)載體種類齊全，最重要的是外源蛋白表達(dá)水平高。缺點(diǎn)是重組表達(dá)的蛋白易形成包含體，蛋白復(fù)性后易損失活性。在重組蛋白的N 端融合一個(gè)信號(hào)肽，將蛋白質(zhì)定位到大腸桿菌的周質(zhì)空間，通過周質(zhì)空間的分子伴侶協(xié)助蛋白質(zhì)正確折疊和二硫鍵形成，一定程度上可以穩(wěn)定蛋白。就本身來源于原核細(xì)胞的受體蛋白來說，用大腸桿菌系統(tǒng)表達(dá)是最佳的選擇，比如β-內(nèi)酰胺類抗生素受體［16］。

2.1.2 酵母表達(dá)系統(tǒng)

酵母細(xì)胞在明確定義的培養(yǎng)基中能夠快速生長，不需要?jiǎng)游镌葱陨L因子的參與，并且可以分泌大量重組蛋白。酵母細(xì)胞相對于大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于：無內(nèi)毒素、完整的真核蛋白合成途徑和重組蛋白的分泌能力；另外，在酵母細(xì)胞中的蛋白質(zhì)能夠正確折疊并進(jìn)行翻譯后修飾，可以用于糖蛋白的表達(dá)。因此，當(dāng)高等生物來源的受體蛋白難以在細(xì)菌中表達(dá)時(shí)，酵母表達(dá)系統(tǒng)不失為一個(gè)良好的選擇。與哺乳動(dòng)物細(xì)胞系統(tǒng)相比，酵母細(xì)胞的蛋白質(zhì)生產(chǎn)往往更快、更便宜。然而，酵母畢竟是低等的真核生物，其N-糖基化模式單一，可能無法保證重組受體的天然活性，這也是酵母表達(dá)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)。

2.1.3 哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng)

對于高等動(dòng)物來源的重組蛋白，哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)是首選。因?yàn)椴溉閯?dòng)物細(xì)胞的糖基化修飾完整，表達(dá)的蛋白折疊正確、活性高，最接近天然蛋白。長期以來，人胚胎腎細(xì)胞HEK293被認(rèn)為是瞬時(shí)表達(dá)重組蛋白的最佳宿主。如今，隨著培養(yǎng)基成分的優(yōu)化和宿主細(xì)胞的工程改造，用懸浮馴化的中國倉鼠卵巢細(xì)胞CHO-K1作為瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的宿主細(xì)胞，能夠進(jìn)一步提高重組蛋白的產(chǎn)量。值得注意的是，細(xì)胞培養(yǎng)需要昂貴的培養(yǎng)基和嚴(yán)格的培養(yǎng)條件，而且細(xì)胞株構(gòu)建和發(fā)酵周期長，因此成本較高。

2.1.4 昆蟲表達(dá)系統(tǒng)

昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)也屬于真核細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)，是介于酵母和哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)之間的存在。昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)勢如下：生長迅速，蛋白表達(dá)量高，易規(guī)?；?；具有糖基化等翻譯后修飾系統(tǒng)；蛋白質(zhì)的正確折疊，使重組蛋白更加接近天然結(jié)構(gòu)；重組蛋白的可控性定位（核膜或分泌至胞外）；普適性，能表達(dá)絕大多數(shù)物種來源的蛋白。

2.1.5 無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)

無細(xì)胞翻譯是一種不依賴于活細(xì)胞，在體外實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)（圖2）。該體系的組成主要包括細(xì)胞（微生物、動(dòng)物或植物）裂解液中所含有的蛋白合成所需的必要元件、外源添加核苷酸、tRNA、能量物質(zhì)等元素和含目的基因的質(zhì)粒。目前，基于大腸桿菌裂解物的無細(xì)胞系統(tǒng)最為常用［17］。此外，真核細(xì)胞（小麥胚芽、昆蟲、酵母等）裂解物也可以用于無細(xì)胞系統(tǒng)［18-19］。無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)能夠規(guī)避蛋白生產(chǎn)對細(xì)胞生長的影響，適用于膜蛋白的表達(dá)和具有細(xì)胞毒性蛋白的表達(dá)，以及非天然氨基酸的嵌入。相比其他成熟的表達(dá)系統(tǒng)，無細(xì)胞翻譯在大規(guī)模生產(chǎn)方面尚有不足，特別是真核無細(xì)胞系統(tǒng)，細(xì)胞培養(yǎng)的成本較高。

圖2 基于無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)的蛋白制備Fig.2 Protein preparation based on cell-free translation system.

2.2 受體蛋白的表達(dá)

對于可溶性的受體蛋白，尤其是來源于細(xì)菌的受體，比如磺胺類抗生素受體蛋白［20］，大腸桿菌是最佳的表達(dá)宿主，只需要質(zhì)粒構(gòu)建、感受態(tài)轉(zhuǎn)化、誘導(dǎo)表達(dá)、親和色譜純化和離子交換純化的流程即可獲得較純的重組蛋白。對于簡單跨膜蛋白，比如β-內(nèi)酰胺抗生素受體［21-22］，可以通過去除跨膜域的方式來提高受體蛋白的可溶性，提高其表達(dá)量，同時(shí)保證其對配體親和力的完整性。對于多跨膜域的膜蛋白，比如真核來源的β-興奮劑受體，往往需要用哺乳動(dòng)物細(xì)胞［23］和昆蟲細(xì)胞［24］這類真核細(xì)胞或無細(xì)胞翻譯體系［25］來進(jìn)行表達(dá)。具有磷脂雙分子層的細(xì)胞膜或其他膜類結(jié)構(gòu)可以作為膜蛋白的載體，使受體蛋白無需被分離純化，這種膜和受體的復(fù)合體能夠保持受體的天然結(jié)合功能［26-27］。

2.3 受體蛋白的改造

隨著分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的日益發(fā)展，人們的研究范圍不僅限于對蛋白質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)解析，還拓展到了對具有生物（催化）活性的蛋白質(zhì)的理性設(shè)計(jì)和改造等領(lǐng)域?；诖祟惢A(chǔ)理論研究和技術(shù)支撐，合理改造受體蛋白，以提高其親和性、特異性等物化性質(zhì)，將是合成受體生物應(yīng)用的重要發(fā)展方向之一。

2.3.1 受體蛋白的定點(diǎn)突變

定點(diǎn)突變技術(shù)是分子生物學(xué)中研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能特性的寶貴工具［28］。定點(diǎn)突變的設(shè)計(jì)往往需要與計(jì)算機(jī)科學(xué)（同源建模、分子對接、動(dòng)力學(xué)模擬等）相結(jié)合，是有目的地對某一個(gè)或某幾個(gè)氨基酸進(jìn)行理性改變。通過基于定點(diǎn)突變的蛋白質(zhì)合理改造，可以提高蛋白的催化活性或熱穩(wěn)定性等［29］。就基于合成受體的生物檢測而言，Ning 等［30］通過同源建模構(gòu)建了地衣芽孢桿菌ATCC14580 的BlaR-CTD 的三維結(jié)構(gòu)，同時(shí)與40 種β-內(nèi)酰胺抗生素進(jìn)行分子對接，系統(tǒng)分析活性口袋附近的關(guān)鍵氨基酸并合理設(shè)計(jì)定點(diǎn)突變，同時(shí)插入二硫鍵和鹽橋，最終異源表達(dá)了23 種突變受體蛋白。經(jīng)活性和穩(wěn)定性測試，其中3種突變體對多種β-內(nèi)酰胺抗生素具有更高的親和力，而I188K/S19C/G24C突變體的穩(wěn)定性最好。這一研究表明，受體蛋白BlaR-CTD 的結(jié)構(gòu)變化會(huì)引起其親和力和穩(wěn)定性的改變，為受體蛋白的理性設(shè)計(jì)研究提供了思路。Wang等［31］也利用了類似方式，對四環(huán)素類抗生素受體蛋白TetR 進(jìn)行了P105F 和P105Y點(diǎn)突變改造。利用免疫分析方法檢測四環(huán)素時(shí)，這兩種突變受體比野生型的親和力和靈敏度更高。

2.3.2 受體蛋白的定向進(jìn)化

自然界存在“適者生存”的篩選法則，而在實(shí)驗(yàn)室中，科學(xué)家們?nèi)藶樵O(shè)定篩選條件，模擬蛋白質(zhì)的發(fā)展進(jìn)化過程，短時(shí)間內(nèi)獲得性能優(yōu)良的蛋白，即蛋白定向進(jìn)化。最近，研究人員設(shè)計(jì)構(gòu)建了人工受體蛋白文庫，利用核糖體展示技術(shù)在大腸桿菌裂解液系統(tǒng)中進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄和翻譯。經(jīng)過多輪淘選，從隨機(jī)文庫中獲得的3種突變體蛋白對百草枯具有高親和力和檢測靈敏度［32］。該研究中的受體蛋白設(shè)計(jì)和定向進(jìn)化篩選過程理論上也適用于其他類型的受體蛋白，具有一定的借鑒參考價(jià)值。2018 年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)對“定向進(jìn)化”和“噬菌體展示”的概念給予了肯定，認(rèn)可該研究在酶和抗體改造方面的重大貢獻(xiàn)［33］。就合成受體的生物檢測應(yīng)用而言，為了獲得高特異、高親和、高靈敏的受體蛋白，對受體的定向進(jìn)化改造是大勢所趨。

3 受體在食品安全檢測中的應(yīng)用

3.1 抗生素殘留

抗生素是一種抑制或殺死細(xì)菌的化學(xué)物質(zhì)，是由微生物或高等動(dòng)植物在生活過程中產(chǎn)生的一類次級代謝產(chǎn)物。得益于其有效的抑菌作用，抗生素被廣泛應(yīng)用于畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中。然而，抗生素的濫用使其在食品中殘留超標(biāo)的案例屢見不鮮。對抗生素殘留進(jìn)行快速、靈敏檢測，是保障食品安全的重要環(huán)節(jié)。受體只能與對應(yīng)的活性分子相結(jié)合，因此受體技術(shù)在檢測抗生素方面具有更高的準(zhǔn)確性［7］。近些年，基于受體的抗生素篩查分析技術(shù)已成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，應(yīng)用于檢測β-內(nèi)酰胺、磺胺、四環(huán)素等抗生素殘留（表2）。

表2 基于受體的抗生素篩查分析方法Tab.2 Receptor-based antibiotic screening and analysis method

3.1.1β-內(nèi)酰胺的檢測

β-內(nèi)酰胺類抗生素是化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有β-內(nèi)酰胺環(huán)的一大類抗生素，包括青霉素類、頭孢菌素類、單環(huán)β-內(nèi)酰胺類和碳青霉烯類。β-內(nèi)酰胺環(huán)具有不穩(wěn)定性，在抗體制備過程中容易降解，因此難以獲得針對完整β-內(nèi)酰胺類抗生素的抗體。β-內(nèi)酰胺類抗生素的受體是其抗體的絕佳代替物，人們已經(jīng)開發(fā)了多種基于受體的檢測方法。

針對肺炎鏈球菌來源的青霉素結(jié)合蛋白PBP2x，Zeng 等［21］通過截短N(yùn) 端的跨膜域，提高PBP2x的可溶性，在大腸桿菌中重組表達(dá)受體蛋白PBP2x*?；赑BP2x*建立微孔板檢測方法，45 min 可檢測42 個(gè)牛奶樣品的16 種β-內(nèi)酰胺類抗生素，其中15種的檢測限低于歐盟最大限量規(guī)定。該課題組進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，青霉素結(jié)合蛋白3的可溶性部分（sPBP3*）對β-內(nèi)酰胺類抗生素的親和力更高，可應(yīng)用于檢測牛奶中的11 種青霉素和16 種頭孢菌素［34］。Lamar 等［35］基于PBP2x*開發(fā)了微孔板檢測法，通過使用HRP 標(biāo)記的地高辛抗體Fab 片段檢測DIG-AMP/PBP2x*復(fù)合物，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線可檢測牛奶、肉汁、雞蛋和蜂蜜中的β-內(nèi)酰胺。Peng等［22］在大腸桿菌BL21（DE3）中重組表達(dá)了地衣芽孢桿菌BlaR 的C 端活性域（BlaRCTD），作為β-內(nèi)酰胺受體蛋白，建立ELISA 方法用于檢測牛奶、牛肉和雞肉3種不同基質(zhì)中的β-內(nèi)酰胺類抗生素，可以同時(shí)檢測15 種β-內(nèi)酰胺，其中11 種的檢出限低于歐盟規(guī)定的最大殘留限量。Yuan 課題組［16，30］通過同源建模和分子對接技術(shù)，設(shè)計(jì)了23種BlaR-CTD突變蛋白，篩選獲得高穩(wěn)定性、高親和力的I188K/S19C/G24C 突變受體，建立了酶聯(lián)受體檢測方法可檢測13 種食物樣品中的40 種β-內(nèi)酰胺。Li 等［36］利用I188K/S19C/G24C 的BlaR-CTD 突變受體，結(jié)合膠體金免疫色譜（GICA）技術(shù)，可以在10 min 內(nèi)實(shí)現(xiàn)對牛奶和雞肉樣品中21種β-內(nèi)酰胺的快速檢測。

最近，F(xiàn)an 等［37］基于四環(huán)素抗體和青霉素結(jié)合蛋白PBP-6，構(gòu)建表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）的免疫傳感器，實(shí)現(xiàn)了四環(huán)素和青霉素的聯(lián)合檢測，其中對青霉素的檢測限可達(dá)0.010 ng/mL，IC50值為1.77 ng/mL，是目前最靈敏的生物分析方法。

3.1.2 磺胺類抗生素的檢測

磺胺類藥是一類具有廣譜抗菌活性的合成抗生素，在獸醫(yī)醫(yī)學(xué)中被廣泛用于預(yù)防和治療傳染病。就磺胺類藥而言，基于受體的檢測方法很少。二氫葉酸合成酶（DHPS）是磺酰胺類的受體之一，該受體是葉酸輔酶因子合成過程中的關(guān)鍵酶?？刮⑸镌噭ㄈ缁前泛桶北巾浚┦菍Π被郊姿幔≒ABA）的競爭抑制劑，通過競爭結(jié)合DHPS，影響二氫葉酸的合成，最終抑制細(xì)菌的生長。

Liang 等［20］在大腸桿菌中表達(dá)肺炎鏈球菌來源的DHPS，用于開發(fā)新型微孔板檢測法以檢測磺胺類藥。該方法是基于磺胺類藥和HRP 標(biāo)記的磺胺類衍生物之間的競爭作用，在最佳條件下，對9 種磺胺類藥和PABA 的檢測限可達(dá)100 ng/mL 以下；對于28 種不同磺胺類藥，IC50值在426～50 000 ng/mL 之間。該檢測方法雖然靈敏度不夠高，但是具有很強(qiáng)的獨(dú)創(chuàng)性，為檢測磺胺類藥物提供了新的思路。在后續(xù)工作中，該團(tuán)隊(duì)合成的DHPS-DHPPP（二氫蝶呤焦磷酸）二元復(fù)合物，對磺胺類藥具有更高的親和力，繼而開發(fā)了熒光偏振測定法（FPA）和生物傳感器，可檢測牛奶樣品中29 種磺胺類藥，IC50值小于100 ng/mL［38-39］?；贒HPS-DHPPP 復(fù)合物的生物傳感器同樣可以檢測不同基質(zhì)中的磺胺類藥，以磺胺甲嘧啶（SMZ）為例，其在雞肉、豬肉、雞蛋和蜂蜜中的檢出限分別為17.82 μg/kg、20.55 μg/kg、23.22 μg/kg和5.57 μg/kg［40］。

3.1.3 四環(huán)素藥物檢測

四環(huán)素藥物（TC）是一類廣譜抗菌藥物，在人類和動(dòng)物中廣泛用于治療細(xì)菌性疾病。在自然界中，某些抗TC 的細(xì)菌具有特殊Tet 阻遏蛋白（TetR），可以特異性結(jié)合TC 并將其轉(zhuǎn)移出細(xì)菌［49-50］。

在含有四環(huán)素的條件下，TetR 會(huì)與同源操縱子tetO 解離，這種解離效應(yīng)和四環(huán)素濃度之間存在劑量關(guān)系。21 世紀(jì)初，瑞士的科研人員利用該原理，在微孔板或PVDF 膜上固定tetO，用mouse anti-His 和anti-mouse IgG-HRP 間接法檢測His 標(biāo)記的TetR，實(shí)現(xiàn)對四環(huán)素的定量。在牛奶和牛血清基質(zhì)中微孔板法的檢測限是0.1～7.2 ng/mL［41］；在牛奶、肉末、牛血清基質(zhì)中試紙條法的線性范圍是5～10 ng/mL［42］。Wang等［43］將TetR視為四環(huán)素的受體，在大腸桿菌Rosetta-gami（DE3）中表達(dá)TetR 受體蛋白，通過分子對接技術(shù)探究其對四環(huán)素的識(shí)別機(jī)理，最終建立了基于TetR 的化學(xué)發(fā)光免疫分析方法，可用于測定牛奶中的5種四環(huán)素藥物，檢測限為5～16 pg/mL，空白牛奶樣品中的添加回收率在71.7%～95.8%之間。同年，作者通過定向進(jìn)化獲得TetR 蛋白結(jié)合口袋的關(guān)鍵氨基酸Pro105的兩種突變體，能夠同時(shí)識(shí)別9種四環(huán)素藥物。與野生型TetR相比，它們具有更高的親和力和靈敏度?；谧顑?yōu)突變體開發(fā)的競爭性熒光免疫測定法，可以檢測雞蛋樣品中的9種四環(huán)素藥物，IC50值在3.1～17.2 ng/mL，檢測限在0.3～5.8 ng/mL［31］。Meyer 等［44］建立了基于TetR-tetO 的可再生化學(xué)發(fā)光受體測定法，適用于檢測環(huán)境和食品樣品中四環(huán)素。雖然該研究僅針對加標(biāo)自來水，且檢測限僅為0.1 μg/L，不過可回收、可再生性是它的一個(gè)亮點(diǎn)和特色。

3.1.4 大環(huán)內(nèi)酯類檢測

大環(huán)內(nèi)酯類抗生素是一類分子結(jié)構(gòu)中具有12～16 碳內(nèi)酯環(huán)的抗菌藥物。Weber 等［45］以哺乳動(dòng)物細(xì)胞為模型，在細(xì)胞內(nèi)構(gòu)建基于大環(huán)內(nèi)酯類調(diào)控蛋白MphR（A）及其操縱子ETR 的調(diào)控系統(tǒng)，通過調(diào)控表達(dá)分泌型堿性磷酸酶作為標(biāo)志物，檢測大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。M?hrle 等［46］采用類似的方式構(gòu)建微生物傳感器，以熒光素酶基因表達(dá)產(chǎn)物作為檢測信號(hào)。Weber 等［41］基于MphR（A）和ETR 建立了類似ELISA 的微孔板法，可檢測紅霉素、竹桃霉素、克拉霉素、羅紅霉素、阿奇霉素，檢測限分別為1.7 ng/mL、26 ng/mL、63 ng/mL、605 ng/mL、5000 ng/mL。Cheng 等［47-48］在前人的研究基礎(chǔ)上，對大環(huán)內(nèi)酯類抗生素調(diào)控蛋白MphR（A）、MphR（E）與不同操縱子DNA 的組合進(jìn)行優(yōu)化，最終以MphR（A）和A-DNA為基礎(chǔ)，采用蛋白和抗生素藥物分步反應(yīng)的方式，建立了檢測原奶中紅霉素殘留的類ELISA 系統(tǒng)，CCα 值為43.28 ng/mL， CCβ 值 為46.44 ng/mL。 然 而，MphR（A）僅對紅霉素具有高親和力，限制了此類方法的實(shí)用性，若要作為實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品，仍需要進(jìn)一步深入研究。

3.2 農(nóng)藥殘留

百草枯（PQ）是一種水溶性的季銨鹽除草劑，長期以來在農(nóng)業(yè)、園林業(yè)等領(lǐng)域被廣泛使用。膽素結(jié)合蛋白（bilin-binding protein，BBP）是一種脂質(zhì)運(yùn)載蛋白，Li 等［32］利用核糖體展示技術(shù)，經(jīng)數(shù)輪篩選，獲得并鑒定3 個(gè)BBP 變體，對PQ 復(fù)合物具有高親和力，IC50值低至14.039 ng/mL±0.970 ng/mL，檢測限達(dá)到0.083 ng/mL±0.011 ng/mL。BBP 作為一種穩(wěn)定的半抗原的受體蛋白，有潛力成為重組抗體片段的替代品，在生物分析領(lǐng)域具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.3 非法添加劑

3.3.1 β興奮劑的受體

β 興奮劑，即β-腎上腺素受體激動(dòng)劑，是一類體能增強(qiáng)藥物，會(huì)被一些運(yùn)動(dòng)員違規(guī)濫用。Bovee等［51］基于放射性標(biāo)記的β 興奮劑和可溶性的受體建立了β 興奮劑的發(fā)光檢測方法。在無β 興奮劑的條件下，放射性標(biāo)記的β 興奮劑仍然與受體結(jié)合，通過計(jì)數(shù)測量發(fā)光強(qiáng)度；在含有β興奮劑藥物的條件下，藥物競爭結(jié)合受體并取代放射性標(biāo)記的β興奮劑，發(fā)光強(qiáng)度減弱。該方法可實(shí)際檢出真實(shí)的陽性樣本。

在牲畜養(yǎng)殖業(yè)，β 興奮劑被用于促進(jìn)家畜動(dòng)物的生長。β 興奮劑在我國是被嚴(yán)禁使用的。β 興奮劑包含多種不同的藥物，因此基于β興奮劑受體結(jié)合的檢測方法具有一定的廣譜性優(yōu)勢。Wang 等［23］利用人胚胎腎細(xì)胞HEK293 表達(dá)重組β 興奮劑受體蛋白β2-AR，開發(fā)了一種基于β2-AR的酶聯(lián)受體測定法（ELRA）。該方法類似競爭法ELISA，可用于豬尿中克倫特羅、沙丁胺醇和萊克多巴胺的快速高通量檢測，對應(yīng)的IC50值分別為34 μg/L、53 μg/L 和63 μg/L。在后續(xù)工作中，該作者所在課題組利用無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)［25］和SF9 昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)［24］表達(dá)了β2-AR 并建立ELRA。用無細(xì)胞翻譯系統(tǒng)可提高β2-AR 的表達(dá)量至1.1 mg/mL，但對β 興奮劑的檢測靈敏度會(huì)有所下降，針對克倫特羅、沙丁胺醇和萊克多巴胺的IC50值分別為45.99 μg/L、60.38 μg/L 和78.02 μg/L。β2-AR 在昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中的表達(dá)量更高， 可達(dá)1.23 mg/mL，ELRA 檢測方法對3種β興奮劑的IC50值分別為28.36 μg/L、50.70 μg/L、59.57 μg/L，呈現(xiàn)出更好的檢測性能。Cheng 等［52］利用SF9 細(xì)胞表達(dá)了敘利亞倉鼠肺來源的β2-AR并建立ELRA方法，針對萊克多巴胺的檢測限為5.20 μg/L，IC50值為30.38 μg/L。值得一提，重組受體β2-AR 也可以通過大腸桿菌E.coli［53］、釀酒酵母［54］和其他哺乳動(dòng)物細(xì)胞［55］等體系表達(dá)，不過能否適用于β 興奮劑的檢測仍有待進(jìn)一步研究。理論上來說，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中表達(dá)的受體蛋白在結(jié)構(gòu)上與天然受體最為接近，也最具有應(yīng)用前景?；谑荏w的非法添加劑篩查分析方法見表3。

表3 基于受體的非法添加劑篩查分析方法Tab.3 Receptor-based screening and analysis method of illegal additives

3.3.2 磷酸二酯酶PDE5抑制劑

磷酸二酯酶PDE5 抑制劑是一類用于治療勃起功能障礙的藥物，市場上用于增強(qiáng)性功能的膳食補(bǔ)充劑產(chǎn)品經(jīng)常摻入PDE5 抑制劑，對人體健康造成影響。Santillo 等［56］基于PDE5 抑制劑對PDE5活性的抑制作用，開發(fā)了一種熒光檢測方法來快速檢測摻假產(chǎn)品中的PDE5 抑制劑。在不含基質(zhì)的溶液中，可以靈敏檢測9 種PDE5 抑制劑，IC50值在0.4～4.0 ng/mL 之間。在空白基質(zhì)加標(biāo)1 mg/g 的濃度下，成功檢測到所有9種摻假物。該方法可在15 min內(nèi)同時(shí)分析40多個(gè)樣品。

3.4 真菌毒素

真菌毒素是由絲狀真菌產(chǎn)生的有毒次生代謝物或有機(jī)化合物。目前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過300種真菌毒素，其中較為常見且危害較大的霉菌毒素包括黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、單端孢霉烯、伏馬毒素、玉米赤霉烯酮、展青霉素、橘霉素和交鏈孢霉毒素等，它們主要產(chǎn)自于鐮刀菌、曲霉菌、青霉菌和交鏈孢霉菌等不同菌屬［57-59］。目前，基于天然受體的真菌毒素檢測方法鮮有報(bào)道，只有少量基于多肽片段的真菌毒素識(shí)別研究，而且設(shè)計(jì)具有高親和力的新型多肽受體仍具有挑戰(zhàn)性［60-61］。

Bazin 等［62］固相合成來自氧化還原蛋白的不同多肽片段，通過HPLC評估多肽結(jié)合赭曲霉毒素OTA 的能力，篩選獲得OTA 結(jié)合肽NFO4 并建立競爭性ELISA，可用于檢測紅葡萄酒基質(zhì)中的OTA，檢測限可達(dá)2 μg/L。該課題組以O(shè)TA 結(jié)合肽NFO4為基礎(chǔ)，對檢測體系進(jìn)行了更加深入的研究，將NFO4 分別和三維多孔殼聚糖載體［63］和電流傳感器［64］聯(lián)合使用，能夠稍微提高對OTA 的檢測靈敏度。Heurich等［65］通過計(jì)算模型設(shè)計(jì)，從多肽文庫中篩選出兩個(gè)與OTA 有親和力的肽段：八肽和十三肽。雖然這兩種多肽在體外均能與OTA結(jié)合，但是該研究并未以此建立OTA 的競爭性檢測方法。

除了多肽受體外，還有基于分子印跡蛋白的玉米赤霉烯酮（ZEN）［66］和黃曲霉毒素（AFB1）［67］檢測方法，可用于真實(shí)樣品中真菌毒素的檢測。

3.5 海洋生物毒素

海洋生物毒素是由微觀藻類產(chǎn)生的天然化學(xué)物質(zhì)，可以在貝殼類和魚類等水生生物中蓄積。人類位于食物鏈頂端，誤食海洋生物毒素污染的水產(chǎn)品會(huì)對人類的生命健康造成極大的威脅［68-69］。

3.5.1 環(huán)亞胺類毒素檢測

環(huán)亞胺類毒素是鞭毛藻來源的神經(jīng)毒素，它們是煙堿乙酰膽堿受體（nAChR）的有效拮抗劑。利用富含煙堿乙酰膽堿受體的電鰩細(xì)胞膜和熒光標(biāo)記的α-金環(huán)蛇毒素，Vilari?o等［70］建立了熒光偏振定量檢測方法，原理是檢測物中的環(huán)亞胺抑制了金環(huán)蛇毒素與nAChR 的相互作用，產(chǎn)生熒光偏振變化。該方法可用于檢測貽貝提取物中裸草胺-A 和13-去甲基螺旋內(nèi)酯C，檢測范圍分別是50～2000 μg/kg 和70～700 μg/kg。該方法對檢測蛤蚌、牡蠣、扇貝基質(zhì)中裸草胺-A 和13-去甲基螺旋內(nèi)酯C 具有普適性［71］，而且適用于檢測13，19-去二甲基螺旋內(nèi)酯C，定量范圍為40～200 μg/kg［72］。在前人的基礎(chǔ)上，Otero等［73］用熒光素衍生物直接標(biāo)記nAChR，開發(fā)了螺環(huán)內(nèi)酯的熒光偏振直接測定法，從間接識(shí)別到直接識(shí)別的轉(zhuǎn)變使得檢測靈敏度和速度都顯著提高。

基于相同的傳感特性，具有不同檢測技術(shù)的固相受體結(jié)合檢測方法已經(jīng)被開發(fā)出來［74-77］。原理類似競爭抑制ELISA，比如待測物中環(huán)亞胺與固相上的毒素競爭結(jié)合其受體，再用受體的一抗、HRP-二抗檢測受體的量，從而計(jì)算目標(biāo)物的含量。Aráoz 等［75］基于環(huán)亞胺類毒素對α-金環(huán)蛇毒素與nAChR 結(jié)合的競爭性抑制，開發(fā)了受體結(jié)合微孔板測定法，能夠檢測貝類樣品中的環(huán)亞胺類毒素。該方法具有高靈敏度和可重復(fù)性，但是選擇性較低，需結(jié)合質(zhì)譜分析才能確認(rèn)毒素類型。Rodríguez 遵循類似的原理，利用微球/流式細(xì)胞儀系統(tǒng)開發(fā)了基于受體的螺內(nèi)酯檢測方法，所用的受體分別是石紋電鰩來源的nAChR 和靜水椎實(shí)螺來源的乙酰膽堿結(jié)合蛋白（AChBP）。通過將nAChR 或AChBP 固定在羧化微球表面上，用環(huán)亞胺與α-金環(huán)蛇毒素競爭結(jié)合受體蛋白的方式來進(jìn)行熒光定量檢測。經(jīng)簡單樣品前處理，該方法可以靈敏檢測貽貝、扇貝和蛤蚌中13-去甲基螺旋內(nèi)酯C，檢測范圍為10～6000 μg/kg［76］。

3.5.2 其他海洋生物毒素

軟骨藻酸是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸酯的類似物。Van Dolah 等［26］開發(fā)了一種受體測定法，即在SF9 昆蟲細(xì)胞膜上表達(dá)了谷氨酸受體GLUR6，利用競爭法檢測軟骨藻酸。由于GLUR6 同樣能夠識(shí)別谷氨酸，所以檢測樣品必須經(jīng)過去谷氨酸處理，使得該方法具有一定的局限性。Van Dolah 和來自6 個(gè)不同國家的9 所實(shí)驗(yàn)室合作，開展了一項(xiàng)針對麻痹性貝類毒素的受體結(jié)合測定研究。該研究基于提取物與3H 標(biāo)記的蛤蚌毒素（3H-saxitoxin）競爭結(jié)合大鼠腦膜的鈉離子通道，3H-saxitoxin 結(jié)合數(shù)量的減少與海鮮中存在的貝類毒素量成比例［78］。

?？舅兀≒LT）是一種高毒性非肽類海洋天然產(chǎn)物，具有復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其作用靶點(diǎn)是Na+，K+-ATPase 酶。Alfonso 等［79］結(jié)合熒光偏振開發(fā)了一種基于Na+，K+-ATPase和?？舅叵嗷プ饔玫臋z測方法，用熒光偏振度來量化?？舅貪舛取Ｔ摲椒梢詸z測貽貝樣品和鞭毛藻培養(yǎng)物中?？舅?，定量限為10 nmol/L，檢出限為2 nmol/L。隨后，該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了基于Na+，K+-ATPase的表面等離子體共振生物傳感器，對?？舅氐臋z出限為3.73 pg，定量限為11.20 pg［80］。

3.6 生物性污染

食源性致病菌是導(dǎo)致食品安全問題的重要來源，檢測食品中存在的食源性致病菌對于預(yù)防傳染病的傳播至關(guān)重要。利用感官受體蛋白構(gòu)建電子鼻、舌，可以用于食品質(zhì)量和安全評估［81］。

受真菌污染的谷物中會(huì)產(chǎn)生1-辛烯-3-醇，可以被特定人類嗅覺受體（OR）所識(shí)別。Ahn 等［27］利用人胚胎腎細(xì)胞HEK293 生產(chǎn)含OR 的納米囊泡，并將囊泡整合到單壁碳納米管場效應(yīng)晶體管（swCNT-FET）中，構(gòu)建了對特定氣味的感知和信號(hào)放大系統(tǒng)。該系統(tǒng)對1-辛烯-3-醇具有高選擇性，因此可以有效用于谷物中真菌污染的實(shí)時(shí)測量，檢測靈敏度可達(dá)1 fmol/L。遵循類似的手法，Son等［82］利用兩種人類嗅覺受體OR51S1 和OR3A4，分別用以識(shí)別細(xì)菌產(chǎn)生的土臭素（GSM）和2-甲基異冰片醇（MIB），結(jié)合swCNT-FET 放大信號(hào)，所構(gòu)建的電子鼻可以實(shí)現(xiàn)對自來水、瓶裝水和河水中細(xì)菌的檢測，靈敏度低至10 ng/L。Sankaran等［8］利用來自果蠅增香劑結(jié)合蛋白LUSH 的多肽片段作為感知材料，開發(fā)了石英微天平（QCM）傳感器，以檢測指示包裝牛肉中沙門氏菌污染所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物，如3-甲基-1-丁醇和1-己醇。

RAW264.7 免疫細(xì)胞表面富含受體蛋白比如TLR，能夠識(shí)別病原體相關(guān)分子模型（PAMP）。細(xì)胞被細(xì)菌污染后，最終會(huì)激活細(xì)胞因子的表達(dá)，比如TNF-α?；谶@一原理，Seo等［83］以RAW264.7細(xì)胞為感知元件，用雙抗體夾心的傳感器檢測TNF-α，形成檢測信號(hào)，可以應(yīng)用于實(shí)時(shí)檢測牛奶樣品中的志賀氏菌、金黃色葡萄球菌和單核細(xì)胞增生李斯特氏菌等致病細(xì)菌。不過，該傳感器的信號(hào)傳導(dǎo)易受培養(yǎng)基的攪動(dòng)程度和體積影響，這勢必會(huì)影響在實(shí)際應(yīng)用中的推廣。再者，這種傳感器雖然基于受體-配體結(jié)合的原理，但是其檢測信號(hào)本質(zhì)上是經(jīng)由復(fù)雜通路激活產(chǎn)生的，在穩(wěn)定性上可能會(huì)有所欠缺。

3.7 瑞鮑迪苷A

瑞鮑迪苷A（Reb-A）是一種甜菊醇糖苷，是可以從菊科甜菊中提取的天然甜味劑。Reb-A在高溫條件下具有良好的穩(wěn)定性，因此在食品中被廣泛使用。Arodola等［84］通過同源性建模、分子對接和分子動(dòng)力學(xué)模擬等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，闡明了Reb?A 和人類甜味受體T1R2 單體之間的相互作用關(guān)系，構(gòu)建了基于T1R2-Reb-A 復(fù)合物、氧化鋅納米顆粒（ZnO-NPs）和氧化石墨烯（GO）的電化學(xué)傳感器，用于檢測Reb-A，遺憾的是該方法沒有落實(shí)到真實(shí)樣品的檢測。另外，該作者所在團(tuán)隊(duì)［85］還開發(fā)了一種新型的細(xì)胞色素C 修飾的納米復(fù)合電化學(xué)生物傳感器，用于測定不同食品樣品中的Reb-A。雖然目前還沒有關(guān)于甜菊糖苷對健康危害的報(bào)道，但考慮到此類甜味劑在食品工業(yè)中的廣泛使用，上述檢測方法可能在未來有一定的應(yīng)用前景。

4 受體用于食品安全檢測的優(yōu)缺點(diǎn)

傳統(tǒng)抗體的制備都要經(jīng)由動(dòng)物免疫，不僅周期長，而且需要熟練的操作技藝。另外，對于本身帶有毒性的待測物，動(dòng)物經(jīng)免疫后易死亡，獲得特異性抗體難度較大。受體的制備主要通過在細(xì)胞中重組表達(dá)產(chǎn)生的，相對制備周期短、效率高。此外，受體還具有檢測優(yōu)勢，受體最重要和獨(dú)特的特征是特異性，受體可以與特定藥物類別中許多藥物組合，無論其結(jié)構(gòu)相似性如何。遇到同一類別的多種藥物的混合物并不少見，對應(yīng)某一類非法添加物，受體的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)得以呈現(xiàn)，即受體測定方法能夠?qū)Π喾N藥物的混合物產(chǎn)生單一的信號(hào)響應(yīng)。受體在這類混合物的檢測中往往能發(fā)揮重大作用。對于一些高毒素分子和低免疫原性的分子，往往無法通過制備單克隆抗體的方式檢測，受體檢測是絕佳的選擇。和基于抗體的檢測方法類似，受體同樣可以和多種標(biāo)記技術(shù)串聯(lián)使用，從而獲得更高的檢測靈敏度。

常規(guī)的單克隆抗體，往往需要經(jīng)過多次免疫和篩選的過程，以不斷完善抗體的高親和力進(jìn)化。相比之下，天然的受體蛋白與配體的親和力相對固定。隨著檢測要求的不斷提高，其性能可能難以達(dá)標(biāo)。另外，相比抗體，蛋白的穩(wěn)定性較差是酶標(biāo)受體的缺點(diǎn)之一。受體對藥物分子的識(shí)別通常具有廣譜性，對于一類化合物中某種特定藥物的高特異性檢測，恐怕很難滿足。再者，一些受體蛋白，特別是含有多個(gè)跨膜域的膜蛋白，由于其本身性質(zhì)，在不同的蛋白表達(dá)系統(tǒng)中表達(dá)量都不會(huì)太高，不易制備，或者制備所得受體物質(zhì)活性會(huì)有所損失，導(dǎo)致特異性減弱。要想真正將此類受體應(yīng)用于食品檢測，這是必須要改進(jìn)的一個(gè)方面。

5 展望

21 世紀(jì)是生物技術(shù)學(xué)科飛速發(fā)展的時(shí)代，分子生物學(xué)和合成生物學(xué)技術(shù)和理論的不斷革新，進(jìn)一步推動(dòng)受體結(jié)合測定技術(shù)的進(jìn)步。目前，基于受體蛋白的受體結(jié)合測定技術(shù)已經(jīng)成為食品安全檢測的有效手段，可應(yīng)用于檢測食品中抗生素、農(nóng)藥、生物毒素、病原菌、非法添加物等多種危害物質(zhì)殘留，展現(xiàn)出不俗的未來發(fā)展前景和一定的市場應(yīng)用潛力。究其原因，是不斷的生物進(jìn)化或人為進(jìn)化過程使受體蛋白對配體（如危害物質(zhì)）具有高親和力和特異性，從而成為配體的“天然靶標(biāo)”。特別是當(dāng)受體蛋白能夠識(shí)別某一類物質(zhì)的共有位點(diǎn)或被某一類物質(zhì)的共有位點(diǎn)抑制活性時(shí)，那么就可以利用受體蛋白實(shí)現(xiàn)對此類物質(zhì)的廣譜性檢測。比如，基于β-內(nèi)酰胺受體蛋白的檢測技術(shù)發(fā)展較為成熟，已有多款檢測試劑盒（試紙條）類產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)商品化，用于β-內(nèi)酰胺類抗生素的快速、靈敏檢測。

不過，許多基于受體蛋白的檢測方法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，亟待解決的瓶頸問題主要包括受體蛋白的穩(wěn)定性、特異性或廣譜性等。隨著分子克隆和基因工程等生物技術(shù)的快速發(fā)展，“定向進(jìn)化”和“噬菌體展示”的概念已逐漸被人們所認(rèn)可且熟知。研究人員通過對酶的定向改造，可以使其擁有更高的活性和穩(wěn)定性［86］、更多的選擇性和功能性［87-88］。噬菌體展示技術(shù)是目前最高效的高通量篩選手段之一，能夠?qū)崿F(xiàn)基因型（DNA 序列）和表型（高親和力、高特異性）的完美對接，適用于篩選優(yōu)質(zhì)的結(jié)合蛋白或抗體［33］。對于正在開展檢測應(yīng)用研究的受體蛋白來說，這些技術(shù)的合理利用是解決上述瓶頸的關(guān)鍵。利用同源建模、分子對接和動(dòng)力學(xué)模擬，預(yù)測受體蛋白識(shí)別和結(jié)合配體的活性位點(diǎn)。針對相關(guān)位點(diǎn)設(shè)計(jì)隨機(jī)突變引物，結(jié)合PCR 擴(kuò)增技術(shù)構(gòu)建受體蛋白噬菌體展示文庫。通過對受體蛋白的定向進(jìn)化設(shè)計(jì)，改變其特異性或提高其親和力、穩(wěn)定性，從而擴(kuò)展其在食品檢測中的應(yīng)用將是未來的研究熱點(diǎn)。另一方面，對危害物質(zhì)的檢測可以借助能夠被危害物質(zhì)抑制的酶，或者能夠代謝危害物質(zhì)的酶，又或者能夠識(shí)別、轉(zhuǎn)運(yùn)危害物質(zhì)的酶。這些酶都是能和危害物質(zhì)相互作用的蛋白，均可視為危害物質(zhì)的潛在“受體蛋白”。因此，將來開發(fā)此類受體蛋白并運(yùn)用于食品安全檢測也具有不錯(cuò)的研究前景。

通過多學(xué)科交叉研究的方式，開發(fā)更廉價(jià)的檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)受體信號(hào)的轉(zhuǎn)換和放大；針對不同類型受體蛋白，優(yōu)化不同底盤生物中的表達(dá)條件，實(shí)現(xiàn)受體蛋白的量產(chǎn)化，從而降低受體檢測應(yīng)用的價(jià)格；一些難以制備抗體的小分子毒害物質(zhì)，可以嘗試使用其天然的受體或定向篩選非天然受體，比如分子印跡蛋白質(zhì)、多肽片段等。以上都是未來值得研究的方向。