《Food Chemistry》：Rapid on-site detection of sulfoxaflor residues in strawberry, cucumber, and soybean samples using an immunochromatographic assay
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农药残留快速检测方法研究；苏云金素（SFX）半抗原设计；单克隆抗体（mAb）开发；侧流免疫层析试纸（ICA）构建；原子电荷分布分析；液相色谱-串联质谱验证。
Xuyang Ma|Daniel Zhang|Lingling Guo|Chuanlai Xu|Hua Kuang|Aihua Qu
江南大学食品科学技术国家重点实验室，中国江苏省无锡市214122
摘要
磺胺氟（SFX）是一种属于磺胺类杀虫剂的化合物，在全球范围内被广泛用于害虫控制。然而，过度使用SFX可能对人类健康和生态系统造成风险。在本研究中，通过计算机辅助分子建模和原子电荷分布技术设计了一种具有高特异性和敏感性的半抗原。由此制备出的单克隆抗体表现出2.22 ng/mL的半最大抑制浓度。将该抗体应用于侧向流动免疫层析（ICA）检测方法中，用于检测草莓、黄瓜和大豆中的SFX残留物。其检测限分别为：草莓40 μg/kg、黄瓜25 μg/kg和大豆40 μg/kg；相应的线性检测范围分别为8.27–765.28 μg/kg、7.29–326.91 μg/kg和8.44–328.26 μg/kg。ICA试纸条显示出优异的回收率，并在实际样品检测中表现出良好的适用性，结果通过液相色谱-串联质谱法进行了验证。总体而言，本研究建立了一种快速、现场适用的SFX残留物检测方法。
引言
磺胺氟（SFX）是一种属于磺胺类化合物的新型杀虫剂（图1a）（Purdy等人，2025年；Xu等人，2020年）。其杀虫机制主要是作为昆虫烟碱型乙酰胆碱受体（nAChRs）的选择性激动剂（Cheng等人，2023年；Zhang等人，2024年），从而干扰神经传导，最终导致昆虫麻痹和死亡（Linguadoca等人，2021年；Wang等人，2021年）。SFX具有广谱杀虫效果，能有效控制多种刺吸式害虫，如蚜虫、蓟马、臭虫、白粉虱、介壳虫、飞虱和蓟马（Yang等人，2022年），适用于棉花、油菜、果树、大豆、浆果、小谷物、蔬菜、水稻、草坪和观赏植物等多种作物（Capela等人，2022年；Thompson等人，2021年）。与传统的新烟碱类杀虫剂不同，SFX具有独特的化学结构（Watson等人，2021年；Zhao等人，2025年），这使得它能够对抗已经产生抗性的害虫种群（Barascou等人，2022年；Wang等人，2023年）。SFX对已产生新烟碱类、拟除虫菊酯、有机磷和氨基甲酸酯抗性的害虫种群仍具有高效性，因此在综合害虫管理策略中成为优选杀虫剂（Wang等人，2023年）。此外，SFX与其他已知类别的杀虫剂之间没有交叉抗性（Yang等人，2020年）。它对非目标节肢动物的毒性较低，具有高效性、广谱活性、安全性、快速作用和持久的残留效果（Yuan等人，2023年）。
然而，近年来与农药相关的食品安全问题日益突出。由于SFX可能被过量吸收，受污染的食品可能对人体造成危害（Dal Bello等人，2022年；Malhat等人，2024年）。鉴于其使用量的增加以及农产品中残留物的潜在风险，开发快速、灵敏且可在田间使用的SFX检测方法已成为食品安全监测的优先事项（He等人，2025年；Schwarz等人，2022年）。在中国已开展关于草莓和西兰花中SFX残留的研究（Chen等人，2022年；Wang等人，2021年），在埃及则研究了葡萄中的SFX残留（Malhat等人，2024年）。为降低风险，欧盟已将草莓和黄瓜中的SFX最大残留限量定为0.5 mg/kg，大豆中定为0.3 mg/kg。
过去已经开发了多种传统的农药检测方法，包括液相色谱-高分辨率质谱（LC-HRMS）（Liu等人，2020年）、气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）（Damale等人，2023年）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）（Balkan & Y?lmaz，2022年；Fu等人，2017年；Su等人，2024年）。然而，目前尚未有使用免疫学方法检测SFX的报道（Xiao等人，2021年）。因此，开发一种新的免疫测定方法具有挑战性但也非常重要。这一过程中的关键步骤是设计合适的半抗原以提高抗体的敏感性。据我们所知，此前尚未有针对SFX的半抗原设计与合成研究，因此本研究是首次为此类杀虫剂开发特定半抗原的研究。
试剂和仪器
SFX、氟氯氰菊酯、三氟吡啶嘧、吡虫啉、噻虫嗪和乙酰吡虫啉均购自TMRM有限公司（中国常州）。卵白蛋白（OVA）购自Aladdin Scientific有限公司（中国上海）。Keyhole帽贝血蓝蛋白（KLH）购自Sigma-Aldrich公司（美国密苏里州圣路易斯）。ON-870、Tween-20（TW-20）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）购自Clariant公司（瑞士穆滕茨）。牛血清白蛋白（BSA）购自Macklin公司（中国上海）。
半抗原和抗原筛选分析
静电势（ESP）反映了分子表面的电荷分布，这对抗体识别至关重要，因为抗原-抗体相互作用受到静电作用、氢键作用和疏水效应的强烈影响。通过ESP分析，我们选择了一种电荷分布与母体分子高度相似的半抗原，从而提高了产生高特异性和亲和力抗体的可能性。如图2a和b所示
结论
本研究通过计算机辅助技术合理设计了半抗原，成功制备出了高性能的单克隆抗体。这些抗体对SFX表现出出色的亲和力、敏感性和特异性，非常适合用于制备ICA试纸条。经过系统优化后，ICA试纸条在检测草莓、黄瓜和大豆中的SFX残留物时表现出高灵敏度，符合相关最大残留限量标准。
作者贡献声明
Xuyang Ma：撰写初稿、数据可视化、结果验证、资源准备、方法学设计、实验实施、数据分析、数据整理。Daniel Zhang：软件开发、方法学设计、实验实施、数据分析、数据整理。Lingling Guo：审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化、结果验证、项目监督、软件使用、资源协调、方法学设计。Chuanlai Xu：审稿与编辑、撰写初稿、数据可视化、结果验证、项目监督。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本工作得到了国家重点研发计划（2023YFF1105002）、国家自然科学基金（22361132536、32471430、92156003）的财政支持。
