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基于荧光探针方法检测奶制品中β-内酰胺酶的研究
国家纳米科学中心和斯坦福大学的研究人员发明了快速检测牛奶质量的方法。近年来，国内外乳业中滥用抗生素的现象很严重，很多不法商人将β-内酰胺酶非法地添加到奶制品中，达到降解残留抗生素的目的，这种人为添加β-内酰胺酶造成的“无抗奶”的行为对人民群众的身体健康造成很大威胁和伤害，一方面，非法滥用抗生素的现象会越来越多，另外一方面，β-内酰胺酶本身的毒理性质不清楚，属于食品中禁止添加的，因此，高效、快速检测奶制品中β-内酰胺酶对保证食品安全具有很重要的意义。由于β-内酰胺酶的种类很多，不法分子可能添加多种β-内酰胺酶，导致传统检测检测奶制品中β-内酰胺酶的方法速度慢，灵敏度低，不适合现场快速筛查。为了达到快速而灵敏地检测牛奶中所有可能添加的β-内酰胺酶，需要发展一种对所有β-内酰胺酶都有响应的探针。基于这个思路，蒋兴宇（点击查看介绍）课题组设计了一个对所有内酰胺酶都有响应的荧光底物探针，构建了一种快速而灵敏检测牛奶中所有可能添加的β-内酰胺酶的方法。
Scheme 1. 荧光探针检测β-内酰胺酶的反应机理。图片来源：Anal. Chem., 2016, 88, 5605-5609.
在该研究工作中，荧光底物探针的主要结构是由荧光素的母环和β-内酰胺类抗生素的主体结构通过化学合成得到，该荧光探针底物本身没有荧光，对所有的β-内酰胺酶都有响应。在有β-内酰胺酶存在的情况下，该酶会选择性地将内酰胺键酶切，从而导致荧光素单独从整个底物分子上面分裂出来，荧光变强，并且荧光的强度和β-内酰胺酶的含量在一定范围内成正相关，这也是整个方法的定量分析基础（示意图1）。本方法能够在15 min 内检测牛奶中任何可能添加的β-内酰胺酶。结合免疫磁分离技术，该方法的灵敏度达到10-5 U/mL。本方法具有灵敏度高、简便、快速检测等优点，十分适合现场快速筛查可能有添加β-内酰胺酶的。
该成果发表于《Analytical Chemistry》上，第一作者是陈翊平博士。该研究工作得到了国家自然科学基金委和中科院纳米先导以及中科海外人才计划（中国科学院创新团队）专项的大力支持。
该论文作者为：Yiping Chen, Yunlei Xianyu, Jing Wu, Wenfu Zheng, Jianghong Rao, Xingyu Jiang
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.6b01122
Point-of-Care Detection of β-Lactamase in Milk with a Universal Fluorogenic Probe
Anal. Chem., 2016, 88, 5605-5609, DOI: 10.1021/acs.analchem.6b01122