食品免疫学抗原抗体反应及其在食品中的应用本科学位论文.doc

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1、 杨静 抗原-抗体反应及其在食品中的应用食品免疫学导论课程论文 题 目 抗原-抗体反应及其在食品中的应用 学 院 食品科学与工程 专 业 食品质量与安全 姓 名 杨静 学 号 2013152028 甘肃农业大学教务处制二一 六年五月抗原-抗体反应及其在食品中的应用一、 前言: 免疫一词源于医学，是人类长期进化过程中逐渐认识和发展起来的防御感染和维护机体健康的重要手段。最早对免疫的认识是免除瘟疫，而现代免疫的概念是识别自身和对非自身抗原异物的清除，以维持集体的稳定。近代免疫的发展诸如单克隆抗体理论的形成、免疫细胞表面的标记、体液免疫、细胞免疫的研究与发展，大大扩充了免疫内容。免疫的理论与技术不仅

2、服务于医学，也在其他生命科学、大农学、食品科学、食品安全科学甚至工业、工商领域得到越来越广泛的应用1。 抗原-抗体反应是指抗原与相应抗体之间所发生的特异性结合反应，是免疫球蛋白分子上的抗原结合互补位与抗原分子上的抗原决定簇相互吸引以及多种分子间的引力参与下发生的反应。抗原相互间的特异结合为我们提供了一系列十分敏感且专一的免疫学分析方法。随着免疫学的迅速发展和单克隆抗体的普及应用以及免疫学技术与其他先进技术的有机结合。现在，若干科学领域的科学工作者已经逐渐将这类方法作为一级有价值的分析和研究工具用于各自的科学研究和生产实践中。免疫学方法起源于医学界，目前仍主要用于医学界，但其使用已渗透到若干其他

3、学科中，其中包括食品科学中的若干领域2。 抗原抗体的结合是特异性结合，这种结合无论是在体内还是体外均可进行，而且具有高度准确度和灵敏性。在体外用已知的抗原就可测定未知抗体，或者用已知抗体可测定未知抗原，快速、便捷。因此，抗原抗体反应得到了广泛的应用，抗原抗体在体外结合时，按一定的比例进行，其反应是可逆的，而且受电解质、PH和反应温度制约。免疫球蛋白制剂在蛋白质与核酸的定性定量检测、结构与功能的研究、体内细胞活性物质的追踪、发酵工程中活性物质动力学跟踪方面都将成为不可缺少的工具。免疫学在食品中的应用主要有血清学技术、抗原抗体反应与食品检测和免疫与功能食品研发等。血清学技术包括凝聚反应、沉淀反应、

4、标记抗体/抗原技术和其他免疫技术等。凝聚反应包括玻片凝聚反应、试管凝聚反应和间接凝聚反应等。沉淀反应包括试管沉淀反应和琼脂免疫扩散试验等。标记抗体/抗原技术包括荧光抗体技术、放射性同位素标记技术、酶标记技术和生物素-亲和素系统标记技术、发光免疫技术等。其他免疫技术主要是指免疫电镜技术和免疫印迹技术等。抗原抗体反应与食品检测主要包括抗原抗体反应与食品污染物检测和抗原抗体反应与食品功能因子分析等3。抗原-抗体的这些检测技术在食品科学方面有着极其重要的地位，对我们的生活和健康有着直接的影响作用，对我们提高生活质量也有着极其重要的影响。食品安全问题是全球关注的焦点,它直接影响人类健康和经济发展,几年前

5、的苏丹红事件、啤酒甲醛风波、人造蜂蜜事件、乃至今年的三鹿奶粉事件都给人们敲响了食品安全的警钟。如何快速、有效检测食品中的污染物残留,保证食品的安全供应是食品检验中的一个重点。抗原-抗体反应在食品安全和食品科学中的应用主要有以下几种：1、 食品中兽药残留物的免疫检测2、 食品中激素残留的的免疫检测3、 食品中农药残留的免疫检测4、 食品中抗生素残留的免疫检测5、 食品中霉菌毒素残留的免疫检测6、 食品中过敏性残留物的免疫检测7、 食品中功能因子的免疫检测8、 肉和肉制品的免疫分析和鉴定这些技术和方法在现在的食品科学领域中有着极大的发展前途和发展方向，对人类的食品安全和自身健康有着极为重要的意义。

6、二、 机制：抗原与抗体能够特异性结合是基于两个分子间的结构互补性与亲和性，这两种特性是由抗原与抗体分子的一级结构决定的。反应可发生于体内，也可发生于体外。在体内抗原抗体结合主要表现在体液免疫应答的效应阶段，体现在生理性体液免疫应答和病理损伤两方面。抗体介导调理吞噬细胞吞噬作用、ADCC、促进补体溶菌作用、中和细胞外毒素作用等等。免疫病理损伤作用则表现为超敏反应导致的机体损伤和功能紊乱、以及对自身抗原耐受终止导致的自身免疫病。根据抗原抗体反应具有特异性的原理，通过抗原抗体体外发生特异性结合出现凝聚。沉淀等现象来检测相应的抗体或抗原，这既是传统的免疫学检测技术，用已知的抗原检测未知抗体，或者用已知

7、抗体检测未知抗原。由于体外检测抗原抗体反应中的抗体或抗原多来源于血清，故又称血清检测。它广泛应用于研究机体的免疫应答，抗原与抗体的特性以及疾病的辅助诊断、治疗评估等方面。抗原抗体的结合是通过氢键的结合力、电荷引力、范德华力、疏水作用力等几种分子间引力相互作用实现的，这些作用的总和使在空间位置上互补的抗原抗体可以相互结合，在适宜的条件下，出现肉眼可见的实验现象。绝大多数抗原都属于蛋白质，具有胶体性质，带有电荷，溶于缓冲液中呈胶体溶液。蛋白质胶体分子带有负电荷，且其亲水集团与水分子结合，在蛋白质分子外周形成一层水化膜，在缓冲溶液中，抗原分子互相排斥均匀分布在溶液中，不会自行聚合而发生沉淀或凝聚的现

8、象。当加入抗体后，抗体与抗原具有对应的极性和抗原相互吸附，特异性结合后所形成的抗原抗体复合物分子表面的电荷减少或消失，同时水化层也消失，蛋白质胶体分子由亲水胶体转化为疏水胶体，在一定条件下，如适量的电解质参与下，则可进一步使各疏水胶体相互靠拢，形成肉眼可见的沉淀或凝聚物。抗原抗体结合力示意图如下：简单来说抗原抗体的反应机理如下：Ag决定簇和Ab分子超变区相互作用(相互吻合,具有互补性)。 分子表面特异的可逆的弱结合力。 在极短距离内才能发生。三、发展与展望：1、 抗原抗体反应与食品污染物检测： 食品污染物的面很广，与抗原抗体反应最为密切的是生物性因素和化学性因素，例如农药残留、瘦肉精（盐酸克伦

9、特罗）等这些不安全因素都可作为抗原。如果抗原是蛋白质，则直接（有害物质、不安全因素或再加佐剂）免疫动物得到抗体，利用抗原抗体反应分析和检测食品中的抗原。如果不安全因素是非蛋白质物质，那么先用这种非蛋白质物质（半抗原）与蛋白质（通常用牛血清白蛋白，BSA）交联，使成为完全抗原，再与免疫动物获得抗体，用已知的抗体就可以测定食品中的待鉴定的不安全因素（抗原）。利用这种血清技术，检测食品中的不安全因子有很强的应用价值和可操作性，因为它具有准确、特异、快速和便捷的优点，不需要使用昂贵的设备，易于在基层应用。由于近几年我国常出现“瘦肉精”事件，因此其检测方法显得非常重要。国家检测标准方法中已将盐酸克伦特罗

10、的ELISA测定方法作为筛选方法（GB/T5009.192-2003），可以用于检测尿、肌肉、肝脏等的盐酸克伦特罗残留。三聚氰胺C 3N 3(NH 2)3,俗称“蛋白精”,是一种有机化工原料,常温下为一种无毒无味的白色结晶粉末,添加到饲料中可以冒充蛋白质,少量添加即可大大提高凯氏定氮法测定的蛋白含量。在饲料中添加三聚氰胺是属于违规行为。陈锡龙等4用市售的美国BeaconAnalyticalSystemsInc.公司开发的三聚氰胺定量检测试剂盒对检测动物饲料样品进行了初步的研究和探讨,结果表明,该试剂盒可以用来进行三聚氰胺检测的筛选,从而节约时间、减少工作量、降低检测成本。2、 抗原抗体反应与食

11、品功能因子分析：检测原理与上述的食品污染物检测相同，只不过作为抗原的物质不是食品中的有害因素，而是具有特定功能的活性物质，例如银杏中黄酮类物质、内酯，大豆中的异黄酮，蜂王浆中的溶栓酶、激素等。同样，功能因子如果是非蛋白质性半抗原，那么，首先应使半抗原成为完全抗原，再免疫动物获得抗体。有一些虽然是蛋白质性质，但相对分子质量小的肽类物质，也应该与蛋白质结合构建成大分子蛋白质，以此为抗原免疫动物获得抗体，用已知抗体就可以鉴定未知抗原。目前有一些半抗原、抗原或抗体已经商品化了，订购规范的样品即可实施检测。3、酶联免疫吸附法：酶联免疫吸附技术(ELISA)是在免疫荧光和放射免疫分析技术基础上形成的,将抗

12、原抗体反应的高度特异性和酶的高效催化作用相结合的一种免疫分析方法。该方法操作简便、快速、有效、特异性强,能广泛用于临床标本、药物残留、转基因食品以及病原微生物检测等多个领域。ELISA的基础是抗原或抗体的固相化及抗原或抗体的酶标记。结合在固相载体表面的抗原或抗体仍保持其免疫学活性,酶标记的抗原或抗体既保留其免疫学活性,又保留酶的活性。在测定时,受检标本(测定其中的抗体或抗原)与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与液体中的其他物质分开。再加入酶标记的抗原或抗体,也通过反应而结合在固相载体上。此时固相上的酶量与标本中受检物质的量呈一定的比例。加入酶反应的底

13、物后,底物被酶催化成为有色产物,产物的量与标本中受检物质的量直接相关,故可根据呈色的深浅进行定性或定量分析。酶联免疫吸附法在食品检测中的应用主要有食品微生物的检测、食品中药物残留的检测、食品中毒素的检测、转基因食品的检测和食品中其他成分的检测。例如姚斐等5用间接ELISA可快速有效检测出VBNC大肠杆菌O157:H7,此外,采用Dot-ELISA检测沙门氏菌,耗时短,比传统方法快。余向阳等6以辣根过氧化物酶对兔抗拟除虫菊酯类农药抗体进行标记,建立了检测蔬菜中多种拟除虫菊酯类农药的直接竞争抑制ELISA方法,用该方法对南京市场107个样品检测的阳性检出率明显高于气相色谱法。顾炜炜、潘家荣7研制了

14、用于检测转基因食品中Btcry2Ab/2Ac杀虫蛋白的直接竞争ELISA试剂盒,可满足实际生产中大批量样品的快速检测。4、免疫与功能食品研发：功能食品又称保健食品，目前我国经审批的保健食品有2000多种，分属于调节血脂、调节血压、免疫调节、抗氧化等22项，其中免疫调节的保健食品有400余种，约占整个保健食品的1/4，可见其比例之高。四、 结语： 食品是人类赖以生存和发展的物质基础,而食品安全问题关系到人类身体的健康和社会的稳定。近几年,我国的食品存在极大的安全隐患,政府对从农场到餐桌的食品链条中的安全控制予以高度重视,因此,对食品中污染物和危害物的检测和监控越来越重要,这就需要快速、准确、灵敏

15、的检测技术。抗原-抗体反应技术是近几年高速发展的新技术,具有特异性强、灵敏度高、方便快捷、分析容量大、检测成本低、安全可靠等优点,已成为21世纪最具竞争力和挑战性的检测分析新技术8。 随着分子生物学、分子免疫学的快速发展与科技的进步和研究的深入抗原-抗体反应与其在食品中的应用将不断完善和发展，抗原-抗体反应的缺点必将被克服，其优点将更加特出，此外,将抗原-抗体反应同其他检测技术相结合,实现强强联合,增加检测的灵敏度、降低交叉反应,使抗原-抗体反应检测更加准确的定量。在未来的食品安全检测中,抗原-抗体反应检测将会发挥越来越重要的作用，为食品安全保驾护航。参考文献1江汉湖,食品微生物学（食品科学与

16、工程专业用）,中国农业出版社,2015，09（3）： 270-279.2王正祥，诸葛健单克隆抗体在食品科学中的应用及其前景J.无锡轻工业学院学报，1989,8(1):84-85.3江汉湖,食品免疫学导论,化学工业出版社,2014，08（1）:176-203.4陈锡龙,黄瑾,钱莘莘.使用酶联免疫吸附法测定饲料中三聚氰胺的研究J.饲料工业.2008,29(18):53- 55.5姚斐,沙莎.间接酶联免疫吸附技术检测活的的非可培养状态的大肠杆菌O157:H7J.青岛海洋大学学报,2001,31(2):211- 214.6余向阳,骆爱兰.拟除虫菊酯类农药多残留直接竞争ELISA建立及初步应用J.分析测试学报, 2008, 27(3):249- 252.7顾炜炜,潘家荣.转基因食品中Btcry2Ab/2Ac杀虫蛋白直接竞争ELISA试剂盒的研制J.食品科技,2007,06:203- 206.8何扩，张秀媛等.基因工程抗体在食品检测中应用进展研究J.中国粮油学报，2014,08（8）:124-128.7