三色纳米颗粒免疫层析平台同步检测畜禽废水及污泥中三种抗真菌唑类药物的研究

针对抗真菌唑类药物（AFZs）在环境中的持久性、生态毒性及耐药性风险，研究人员开发了基于计算机模拟技术设计半抗原的三色乳胶纳米颗粒免疫层析检测平台（multi-LNPs-ICA），实现了畜禽废水与污泥中咪康唑（MCZ）、酮康唑（KCZ）和氟康唑（FCZ）的同步快速检测。该方法在废水中检测限达0.54-4.54 ng/g，较传统HPLC-MS更适用于现场筛查，为环境污染物监测提供了高效工具。

　　

抗真菌唑类药物（Antifungal azoles, AFZs）作为兽药和临床常用药，正通过畜禽排泄物大量进入环境。这类药物不仅难以降解，更令人担忧的是可能诱发真菌耐药性并破坏生态平衡。然而，现有检测技术如高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）虽精准却成本高昂，难以满足畜禽养殖场等场景的快速筛查需求。面对这一挑战，江南大学的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究中，创新性地将计算机模拟与免疫检测技术结合，开发出可同时检测三种AFZs的便携式检测平台。

研究团队首先运用Chem3D 20.0和Discovery Studio 2019软件对咪康唑（MCZ）、酮康唑（KCZ）、氟康唑（FCZ）及其半抗原进行三维结构和电子特性比对，确保抗体识别效率。基于此制备出三种单克隆抗体（mAbs），其半数抑制浓度（IC₅₀）最低达0.54 ng/mL。随后构建三色乳胶纳米颗粒免疫层析检测体系（multi-LNPs-ICA），通过粉、蓝、紫三色信号实现多靶标同步检测。

材料与样本采集
采集畜禽场废水及污泥样本，经优化提取流程后用于方法验证。

计算机辅助半抗原设计
分子叠合分析显示设计半抗原与目标物RMSD值均<1?，静电势能分布相似度>90%，为高亲和力抗体奠定基础。

抗体性能分析
获得的mAbs对KCZ检测灵敏度最高（IC₅₀ 0.54 ng/mL），交叉反应率<8.7%，证实识别特异性。

多联检测平台建立
在pH 6-8、盐浓度≤0.4%条件下，废水样本中MCZ、KCZ、FCZ的检测限（LOD）分别为1.35、0.54和4.54 ng/g，较传统胶体金免疫层析（GICA）通量提升3倍。

实际样本验证
与HPLC-MS/MS比对显示相关性R²>0.98，污泥样本加标回收率达82.3%-107.4%。

该研究首次实现环境样本中多AFZs的同步可视化检测，其检测限满足欧盟委员会决议2002/657/EC要求。特别值得注意的是，该方法将样本前处理时间缩短至15分钟，且无需专业设备，为养殖场环境污染防控提供了革命性工具。正如作者所述，这种"设计-检测"一体化策略不仅适用于AFZs监测，更为其他小分子污染物的抗体设计提供了范式。国家重点研发计划等项目的资助，也体现了该技术在环境健康领域的战略价值。