基于纳米磁性粒子-抗体-金属标记技术和CE-ICP-MS分析检测海水和海产品中贝毒的新方法研究

The main aim of this study is that to develop a novel method for the detection of trace saxitoxins in the coastal seawater and seafood based on capillary electrophoresis-inductively coupled plasma mass spectrometry (CE-ICP-MS) together with magnetic nanoparticles-antibody-DTPAA-lanthanide labeling or Fe2O3@Au core-shell nanoparticles-antibody labeling, to resolve the technical problems of sensitively and fast determining trace saxitoxins in coastal ocean and seafood. The analytical method developed in this study combined the merits of magnetic nanoparticle, antibody, capillary electrophoresis and ICP-MS, has obviuos analytical advantage such as high sensitivity, better stability, robust resistance to the complex matrix, simple operation and short analysis time. The novel method developed in this study can be used to determine trace saxitoxins in real coastal seawater and seafood samples with a satisfied accuracy and stability. In addition, with the help of the developed method, the saxitoxins in the real seawater and seafood collected from coastal ovean of Fujian province will by determined in detail in order to provide the database and technique support for controlling the pollution of red tide toxin in coastal ocean of Fujian province.

本项目主要研究利用纳米磁性粒子-贝毒抗体-螯合剂二乙三胺五乙酸-稀土离子方法和Fe2O3@Au磁性纳米核壳粒子-贝毒抗体方法实现对贝毒分子进行金属离子标记。然后利用所建立的贝毒分子金属标记技术、结合毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用技术，建立一种分析检测近海海域和海产品中痕量贝毒的新方法，以解决近海海域和海产品中痕量贝毒快速检测的技术难题。本研究所建立的方法充分利用了纳米磁性粒子易于收集和抗体具有优异特异性的特点，同时结合了毛细管电泳分离速度快、分离效果好以及ICP-MS对于金属元素检测的高灵敏度、高稳定性和强抗干扰能力的优点。所建立的方法具有灵敏度高、稳定性好、抗基质干扰能力强和简单快速等显著特点，可望用于海水和海产品实际样品中痕量贝毒的快速和高灵敏检测。利用所建立的分析方法，同时对福建近海海域和海产品中的贝毒污染情况进行调查，为福建近海海域贝毒污染的控制提供理论依据和技术支撑。

本项目针对水环境和水产品中痕量贝毒精准和快速检测的技术难题，开展基于金属标记技术结合毛细管电泳-电感耦合等离子体质谱联用技术（CE-ICP-MS）分析检测贝毒新方法的研究，为保证水产品的消费安全提供技术支撑。首先建立了一种基于铕（Eu）螯合标记和CE-ICP-MS联用技术分析检测海产品中痕量麻痹性贝毒-石房蛤毒素（STX）的新方法。并成功将该方法用于贝类样品中痕量STX的检测。为海产品中痕量STX的检测提供了一种新方法，拓展了电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）的使用领域。其次，探索研究了利用Fe2O3@Au纳米核壳粒子-贝毒抗体标记结合CE-ICP-MS建立分析检测贝毒新方法的可能性。成功合成了Fe2O3@Au纳米粒子并修饰上STX抗体，成功利用CE-ICP-MS实现了对修饰有STX抗体的Fe2O3@Au纳米粒子的分离检测，为建立基于Fe2O3@Au纳米粒子标记结合CE-ICP-MS分析检测STX的新方法奠定了基础。第三，基于酶联免疫竞争法和金纳米棒，构建颜色区分可视化检测STX的新方法，为水产品中痕量STX的现场快速和高通量检测提供一种新的方法。第四，构建了基于磁珠和磁性电极、高灵敏检测STX的免疫竞争和非竞争的电化学方法，为水环境和水产品中超痕量STX的现场低成本检测提供一种新方法。最后，拓展了研究内容，把所建立的基于金属标记和CE-ICP-MS分析检测贝毒的方法推广应用于其它有机化合物包括DNA、多肽和细胞等生物分子，建立了基于金属离子/纳米金标记和ICP-MS技术分检测DNA、多肽和细胞的新方法，大大拓展了ICP-MS的使用领域。另外，也将快速现场检测贝毒的方法理念，推广应用于水产品和水环境中的重金属离子的检测，建立了多种基于功能化纳米新材料可视化检测水环境和水产品中不同重金属离子包括铜、甲基汞和铀酰离子等的现场快速检测新方法，为水产品的消费安全提供了技术支撑。