引言
异硝胺氯(ISM)目前是用于预防和治疗非洲锥虫病的主要药物之一(Couto等,2025年;Fritzen等,2025年)。非洲锥虫病是一种由三种锥虫引起的复杂传染病,是撒哈拉以南非洲地区最严重的牲畜疾病之一(Giordani等,2019年;Morrison, Vezza, Rowan, & Hope,2016年)。根据联合国粮食及农业组织关于非洲锥虫病控制计划的报告,该疾病每年导致约300万头牛死亡,仅牛类的经济损失就高达10亿美元至12亿美元(Desquesnes等,2022年)。
气候变化和农业及畜牧业现代化的快速发展增加了农药和兽药的使用(H. Chen等,2026年)。兽药常用于畜牧业以确保动物健康(Liang, Xu, Peng, Ma, & Zhao,2023年),但其残留物可能通过食物链在人体内积累,从而引发一系列食源性疾病(Dong等,2025年;Yang等,2025年)。现有的动物毒理学研究表明,ISM表现出一定的器官毒性,主要表现为肝脏和肾脏功能障碍,并可导致严重的循环系统功能障碍和细胞结构损伤。就其作用机制而言,ISM能够特异性地抑制线粒体DNA(也称为动质体DNA,kDNA)中的II型拓扑异构酶(Surve & Jindal,2021年)。这会导致kDNA结构浓缩和降解,最终引发细胞死亡(Tihon, Imamura, Van den Broeck, Vermeiren, Dujardin, & Van Den Abbeele,2017年)。鉴于ISM在畜牧业中的使用可能导致其残留物在动物源性食品中持续存在并在食物链中积累,从而对食品安全和人类健康构成潜在风险,因此建立高效灵敏的ISM残留物检测方法具有重要的实际意义。
许多国家已经为动物源性食品中的ISM制定了最大残留限量(MRLs)。中国规定牛奶和牛肉中的ISM MRL为100 μg/kg,而肝脏和肾脏的MRL分别为500 μg/kg和1000 μg/kg。目前,ISM主要通过液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)和固相萃取-高效液相色谱(SPE-HPLC)等方法进行检测(Y. G. Li等,2011年;Schad, Euerby, Skellern, & Tettey,2012年)。然而,这些仪器检测方法在成本和时间消耗方面存在显著缺点。这些方法依赖昂贵的专用设备,需要复杂的样品预处理,分析周期长,数据解释复杂(Z. Li等,2025年;Lu等,2024年;Wu, Li, Xu, Zhu, Huang, & Chen,2019年)。目前,快速、现场检测ISM的方法仍然相对匮乏。现有的检测方法大多依赖于大型、精密的仪器。同时,牛奶和牛肉等复杂基质中含有脂肪、蛋白质和多种其他复杂成分,这大大增加了检测和分析的难度(Z.-P. Chen等,2025年;Farooq等,2024年;Jung, Kim, Nam, Seo, & Yoo,2022年),导致预处理程序复杂、检测周期长、设备成本高以及难以实现实时现场检测等限制,无法满足快速现场检测的需求(Wang等,2021年)。因此,建立一种高效灵敏、操作简便、适用于肉类和乳制品中ISM残留物快速现场检测的技术对于提高兽药残留物检测效率和确保食品安全具有重要的实际意义。近年来,侧向流动免疫分析(LFIA)技术因具有高特异性、操作简便和检测成本低等优点而受到重视(Y. Wang等,2025年;Xu等,2026年)。它已广泛应用于快速筛查动物源性食品中的目标物质,如兽药残留、霉菌毒素、致病细菌和环境污染物,成为现场快速检测领域最常用的分析技术之一(Bao, Yuan, Xiao, Liu, & Lai,2022年;C. Li, Wu, Wang, Jiao, Li, & Liu,2025年;Sharma, Javed, Byrne, & Tian,2025年)。
据我们所知,尽管尚未有专门针对ISM残留物的LFIA方法报道,但LFIA已应用于结构相关的化合物二硝胺的检测。已经开发了一种基于胶体金的免疫层析试纸条用于牛奶中二硝胺的检测(L. Chen等,2020年),以及一种超灵敏的基于AuNP的免疫层析试纸条用于牛肉和牛肝中二硝胺的检测(Chao等,2021年)。这些研究表明LFIA可用于快速筛查动物源性食品中的锥虫病药物残留物;然而,它们并未涉及ISM的检测。因此,仍需要开发一种针对牛奶和牛肉中ISM残留物的灵敏且特异性的LFIA方法。在开发小分子抗体时,母体分析物并不一定是最优的免疫半抗原,因为抗体反应不仅受半抗原分子性质的影响,还受其与载体蛋白结合后呈现形式的影响(P. Li等,2024年;Wen, Bai, Wei, Li, Shen, & Wang,2020年)。因此,我们没有预先确定它们的最终角色,而是对ISM和两种结构相关的化合物——溴化乙锭(H1)和二硝胺(H2)进行了计算机辅助的比较分析。比较了它们的最低能量构象、理化性质、Mulliken原子电荷和静电势(ESP)分布,以评估与潜在表位呈现相关的结构和电子相似性和差异。这些计算分析为候选物质的评估提供了理论指导,但并未单独用于确定最终的免疫原-包被抗原组合。随后,将ISM、H1和H2分别与钥匙孔帽贝血蓝蛋白(KLH)和牛血清白蛋白(BSA)结合,进行免疫和交叉筛选实验。通过这种交叉筛选选出的抗体随后被用于开发并评估了基于AuNP的LFIA方法,用于检测牛奶和牛肉中的ISM。