基于雌激素受体的罐装食品中双酚-二缩水甘油醚荧光偏振检测及内分泌干扰效应研究

Bisphenols (BPs) are industrially important chemicals used in the manufacture of epoxy resins and polycarbonate plastics. As commonly used epoxy resin monomers, bisphenol A diglycidyl ether (BADGE) and bisphenol F diglycidyl ether (BFDGE) can migrate from interior coatings into canned foodstuffs, then generate different derivatives during food storage by hydrolysis of epoxy groups. With similar structure to the estrogen, bisphenols are referred to as environmental endocrine-disrupting chemicals (EDCs). They can bind to estrogen receptor (ER), resulting in the activation of receptor which may adversely influence the regulation of various physiological functions..The conventional detection methods, such as chromatographic analysis and immunoassay, are unable to meet the needs of the on-site rapid screening for multiple BPs simultaneously. In this work, based on estrogen receptor as recognition element, a fluorescence polarization assay for bisphenol diglycidyl ethers in canned foods will be developed. Estrogenic effects of these compounds will be assessed by ERE-dependent luciferase reporter assay. Furthermore, molecular docking will be performed to explore the different binding modes of ER with bisphenol diglycidyl ethers, in an attempt to provide a structural basis for the established receptor-based assay and the estrogenicity of these compounds. This work may play a vital role in ensuring food safety.

双酚类化合物是广泛使用的工业原料，用于生产环氧树脂、聚碳酸酯等高分子材料。作为环氧树脂材料的重要单体，BADGE和BFDGE可从食品接触材料迁移至食品基质中，形成水合物、氯代物等衍生物，造成食品污染。双酚类物质的化学结构与雌激素相似，属于环境内分泌干扰物，可与雌激素受体（ER）结合，干扰正常的生理过程，危害人体健康。.现有检测技术包括色谱分析法和免疫分析法，无法满足多残留、现场快速检测的需要，具有局限性。本项目基于雌激素受体可特异性识别BADGE、BFDGE及其衍生物，以ER为识别元件，利用荧光偏振技术，建立罐装食品中9种双酚-二缩水甘油醚类化合物的多残留检测方法。利用双荧光素酶报告基因，评价ER介导的该类化合物的内分泌干扰效应。利用计算机模拟，研究ER与9种化合物的作用模式，揭示受体分析法的内在机理，并阐述该类化合物的雌激素效应的分子机制。本项目的实施，对于保障食品安全，具有重要意义。

双酚类化合物是广泛使用的工业原料，用于生产环氧树脂、聚碳酸酯等高分子材料。作为环氧树脂材料的重要单体，双酚A-二缩水甘油醚（BADGE）和双酚F-二缩水甘油醚（BFDGE）可从食品接触材料迁移至食品基质中，形成水合物、氯代物等衍生物，造成食品污染。双酚类物质的化学结构与雌激素相似，属于环境内分泌干扰物，可与雌激素受体结合，干扰正常的生理过程，危害人体健康。.现有检测技术包括色谱分析法和免疫分析法，无法满足多残留、现场快速检测的需要，具有局限性。本项目基于雌激素受体可特异性识别双酚类化合物，以雌激素受体α配体结合域（ERα-LBD）重组蛋白为识别元件，以香豆雌酚为荧光探针，建立了荧光偏振分析方法。首先开展ERα-LBD与香豆雌酚的饱和结合实验，由饱和结合曲线测得解离平衡常数为255.50 ± 24.89 nM。将蛋白和探针的工作浓度分别设定为250 nM和10 nM。竞争性结合实验表明，9种双酚-二缩水甘油醚类物质均为雌激素受体的配体，以剂量依赖方式抑制香豆雌酚与ERα-LBD的结合。经优化样品前处理步骤，将荧光偏振法应用于检测罐装食品中的双酚-二缩水甘油醚，具有较好的精密度与准确度。将荧光偏振法和LC-MS/MS法的结果进行相关性分析，验证了荧光偏振检测的可靠性。.基于双荧光素酶报告基因，建立了环境雌激素的生物学检测方法。测试结果表明，BADGE及其衍生物BADGE·H2O、BFDGE及其衍生物BFDGE·2H2O具有抗雌激素活性，可通过雌激素受体发挥内分泌干扰效应。在此基础上，利用计算机模拟技术探究了双酚-二缩水甘油醚与雌激素受体的互作模式，揭示了受体分析法的内在机理，并阐明了雌激素干扰效应的分子机制。本项目工作的完成，对于提高检测效率、保障食品安全具有实践意义。