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马来酰肼（MH）残留威胁生态与健康，现有检测方法存在预处理复杂等局限。研究人员通过计算化学筛选半抗原，制备抗 MH 单克隆抗体（IC50 0.157 μg/mL），开发免疫层析法，检测多种样品中 MH，结果可靠，满足现场快速检测需求。
在现代农业的大舞台上，马来酰肼（MH）作为一种选择性除草剂和植物生长抑制剂，曾凭借抑制植物顶端分生组织细胞分裂、调控作物生长的能力，在农田管理中大展拳脚。然而，随着它的广泛使用，隐藏的危机逐渐浮出水面 ——MH 难以从水和土壤中挥发，还能通过根系吸收在植物体内迁移，导致其在农产品、地下水和土壤中残留。这些残留不仅会污染生态环境，干扰作物正常生长，更会通过食物链悄悄进入人体。研究发现，高浓度 MH（100 μg/mL）会诱导人体淋巴细胞姐妹染色单体交换（SCE）、引发中国仓鼠卵巢细胞染色体畸变，甚至对实验动物的肝肾功能造成损害，世界卫生组织更将其列为 III 类致癌物。面对这样的潜在威胁，各国纷纷制定了严格的残留限量标准，如我国规定大蒜、洋葱中 MH 最大残留限量（MRLs）为 15 mg/kg，土豆为 50 mg/kg，但如何快速、准确地检测这些环境和食品中的 MH 残留，成为了摆在科研人员面前的一道难题。
传统的检测方法，如高效液相色谱 - 紫外检测（HPLC-UV）、液相色谱 - 串联质谱（LC-MS/MS）等仪器分析手段，虽然灵敏度和准确性高，却需要复杂的样品前处理、昂贵的设备以及专业操作人员，难以在田间地头、基层检测场景中快速应用。而一些新兴的传感技术，如表面增强拉曼光谱（SERS）、电化学检测等，也存在类似的局限性。因此，开发一种适合现场快速检测的方法迫在眉睫。
为了攻克这一难题，江南大学的研究人员开展了一系列研究。他们的目标是开发一种基于免疫层析技术的快速检测方法，实现对食品和环境中 MH 残留的便捷筛查。经过不懈努力，研究团队成功建立了一种高效的检测体系，相关成果发表在《Food Chemistry》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先运用计算化学辅助分子建模技术，对已知和新设计的共 4 种半抗原（H1、H2、H3、H4）的空间结构、电子排布等进行模拟分析，筛选出免疫原性最佳的半抗原；然后通过细胞融合技术制备杂交瘤细胞，并结合基质效应增强筛选法，获得了高亲和力的抗 MH 单克隆抗体（mAb），其半抑制浓度（IC50）为 0.157 μg/mL；在此基础上，开发了金纳米颗粒侧向流免疫层析法（AuNP-LFIA），并对该方法在实际样品中的检测性能进行了系统评估。
计算化学辅助半抗原设计与筛选
半抗原的结构特征对抗体的亲和力和特异性至关重要。研究人员基于相似性原则，利用计算化学模拟技术，从最低能量构象和静电性质等角度，对 4 种 MH 半抗原的空间结构进行了预测和分析。结果表明，新设计的半抗原 H3 在免疫原性评估中表现优异，通过免疫实验和抗血清分析，确认其能够有效刺激机体产生特异性免疫应答，为后续单克隆抗体的制备奠定了基础。
单克隆抗体的制备与性能评价
通过细胞融合技术，研究团队成功构建了杂交瘤细胞株，并采用基质效应增强的筛选方法，从众多克隆中筛选出一株高特异性的单克隆抗体细胞株 3B8。该抗体对 MH 表现出极强的结合能力，IC50低至 0.157 μg/mL，显示出高度的敏感性和特异性，为免疫层析检测方法的建立提供了核心识别元件。
免疫层析检测方法的建立与实际样品应用
研究人员基于获得的单克隆抗体，开发了 AuNP-LFIA 检测方法。该方法对湖水、土壤、洋葱、大蒜、土豆、烟草等多种实际样品中的 MH 进行检测，结果显示，不同样品中的 IC50值在 0.590-9.419 mg/kg 之间，检测限为 0.047-1.614 mg/kg。加标回收实验中，回收率在 89.2%-111.3% 之间，变异系数（CV）小于 7%，与高效液相色谱 - 紫外检测（HPLC-UV）等仪器分析方法的结果具有良好的一致性，充分验证了该方法的准确性和可靠性。
研究结论表明，基于计算化学辅助设计半抗原并结合免疫层析技术的检测方法，成功实现了对食品和环境样品中 MH 残留的快速、灵敏检测。该方法无需复杂的实验室设备，操作简便，检测成本低，适用于资源有限的现场检测场景，为农产品质量安全监管和环境监测提供了有力的技术支撑。
这项研究不仅填补了 MH 免疫检测领域的技术空白，更重要的是为小分子污染物的快速检测提供了新的思路和方法学参考。通过计算化学与免疫学技术的结合，实现了半抗原设计的精准优化，显著提升了抗体的性能，为开发针对其他低分子质量污染物的快速检测技术奠定了基础。未来，该技术有望在基层检测机构、农业生产现场等场景中广泛应用，助力保障食品安全和生态环境安全。
