重金属污染物的免疫学检测技术研究进展

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1、江天久等：重金属污染物的免疫学检测技术研究进展5重金属污染物的免疫学检测技术研究进展江天久1,2*，牛涛11.暨南大学生命科学技术学院，广东广州510632；2.华南师范大学生命科学技术学院，广东广州510631摘要：重金属的免疫学检测是一种新型的重金属检测方法，与传统检测方法相比，具有省时、省力、费用低廉、便于携带、易于操作等优点，能用于重金属污染物的现场快速检测和常规检测，这对于重金属污染地区的补救和恢复工作具有很大的意义，因而发展和普及应用潜力很大。国外学者通过选择或合成双功能鳌合剂鳌合重金属离子并与载体蛋白偶联制备出完全抗原，进一步制备出

2、金属特异性单抗。目前应用免疫学检测方法检测环境中的重金属离子还处于实验室的试验阶段，初步实验结果表明KinExA免疫检测法具有用作重金属免疫检测传感器的能力，并且越来越多的重金属检测模型被开发出来。金属特异性抗体-抗原的结合属性的初步研究表明，影响抗体对抗原识别的主要因素有：金属离子的半径、电子和形态上的并协性；鳌合剂的结构；金属离子-鳌合剂复合物三维结构和价态结构；抗体中的某些氨基酸残基能与抗原中金属离子直接配位以及与抗原中的鳌合剂部分发生相互作用（疏水作用、氢键作用等）。关键词：重金属污染；免疫学检测；单克隆抗体；鳌合剂中图分类号：X55文献

3、标识码：A文章编号：1672-2175（2005）04-0590-06江天久等：重金属污染物的免疫学检测技术研究进展5现已知至少20种左右的重金属有很大的毒性，它们中又有一半以上被大量释放到环境中，对人类健康造成严重威胁。目前常用的重金属检测方法为石墨炉原子吸收光谱法、ICP-AES、X射线荧光光谱法等，这些检测方法虽然能精确测量样品中单种金属的总量，但检测相对费力、费时、费用昂贵,需要进行大量的样品预处理，且样品的检测需在大型分析设备的室内进行，不能用于现场检测。此外，这些检测方法不能提供重金属的氧化状态或者演变信息。由于上述缺点的限制，检测的

4、样品数一般会少于最佳检测数量，导致在随后进行的重金属污染程度和风险的评估工作存在较大的不确定性[1]。重金属免疫学检测方法的建立为这类污染物的检测提供了另一种途径。该方法具有检测速度较快、费用低廉、简单易携、高度的灵敏度和选择性的特点[1~4]。这种方法理论上能应用于能产生合适抗体的任何污染物质。自从Reardan等人首次通过金属-鳌合剂抗原产生并分离出单克隆抗体以来[5]，国外越来越多的抗Hg2+、In3+、Cd2+、Pb2+、U6+等金属-鳌合剂复合物抗体被研制出来[1,6~12]。本文综述了关于金属特异性单克隆抗体的制备、免疫学检测方法的建

5、立以及抗体-抗原的结合属性的研究进展。1重金属抗原及其特异性单抗的制备制备重金属特异性单抗的关键点在于金属抗原的制备。重金属离子自身不能作为有效的抗体识别目标，因为它们带有电荷，趋向于与生物分子发生强烈的不可逆的反应（这也是重金属的毒性所在），因此用鳌合剂与金属离子配位使之与生物分子的反应能力减弱，这种金属-鳌合剂复合物应能够提供一个能被免疫系统识别的有机物外壳[10]。应用此理论在制备重金属特异性单抗时发现重金属-鳌合剂复合物是低分子量的半抗原，不足以引起小鼠免疫反应的发生，后来选用结构较复杂的大分子双功能鳌合剂，一方面鳌合重金属，另一方面通过

6、其上的硫氰基团将其偶联到载体蛋白（BSA或KLH）上，从而制备出完全抗原[1,6~12]。制备金属特异性单抗可以通过筛选或合成鳌合剂、抗原制备、小鼠免疫、细胞融和、杂交瘤筛选、抗体纯化、抗体结合属性分析等步骤完成。2重金属竞争性免疫检测方法2.1重金属间接竞争ELISA免疫检测法重金属间接竞争ELISA免疫检测法是通过样品中的重金属离子与过量鳌合剂形成溶解性的金属-鳌合剂复合物抗原（溶解性抗原）与已经包被在酶标板上的金属-鳌合剂-蛋白质复合物抗原（固化抗原）竞争抗体的抗原结合位点，添加酶标二抗和显色物质产生荧光信号，与标准曲线对照得出样品中的重金

7、属离子浓度[1,3,10]。2.2重金属KinExA免疫检测方法江天久等：重金属污染物的免疫学检测技术研究进展5KinExA是一种计算机控制的流式荧光计，用来进行自由抗体、自由抗原和抗体-抗原复合物的快速分离和定量检测[13]。KinExA由毛细管流/观察单元组成并配有多微孔筛，各种被测液能在负压下通过筛孔。统一大小的小珠堆积在筛子上形成了一个填充床，其表面包被固化抗原。与间接竞争ELISA法一样，样品中的重金属离子先与过量鳌合剂鳌合形成溶解性抗原，加入抗体并使抗体和溶解性抗原之间的结合达到平衡，然后这种溶液快速流过包被有固化抗原的小珠，这时还具

8、有抗原结合位点抗体被小珠捕获，用缓冲液冲洗，加入酶标二抗和显色剂显色，通过PC界面来检测和记录荧光信号，与标准曲线对照得出金属离子浓度[