检测软骨藻酸的研究进展

2026/3/19 8:00:31 作者:南星

软骨藻酸(DA)是一种天然的海洋植物毒素,也被称为失忆性贝类毒素(ASP),主要由海洋硅藻拟菱形藻产生,分子式为C15H21NO6,相对分子量为311.33,易溶于水,具有强大的神经毒性。拟菱形藻属是中国沿海水域浮游植物群落的重要组成部分,通常在春季和夏季形成水华,是软骨藻酸的重要生物来源。过量食用含软骨藻酸的贝类等海鲜,会导致人类胃肠道紊乱和头痛、昏迷、平衡失调、意识混乱、记忆丧失等一系列神经精神症状。软骨藻酸可在贝类等水生动物中累积,沿食物链传递并逐级放大,人类和海洋哺乳类动物会产生不同程度的中毒症状,同时,软骨藻酸大量富集还会引起大量鱼类和贝类死亡。

软骨藻酸

软骨藻酸与其类似物红藻氨酸(KA)一样,是一种兴奋性氨基酸,激动大脑背侧海马区谷氨酸受体。然而,软骨藻酸的毒性是红藻氨酸的3倍。在接触软骨藻酸后,它主要与中枢神经系统中的N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体结合,并导致神经元去极化。第一起人类DA中毒事件,发生在1987年加拿大爱德华王子岛,由于食用受软骨藻酸污染的贻贝,导致4人死亡,100多人出现不同程度中毒。为了最大限度减少软骨藻酸对人和动物造成的影响,加拿大首先将贝类肉中软骨藻酸的最高限量定为20mg/kg,然后欧洲和日本相继将这种毒素列为贝类的常规检测项目。

检测方法

由于软骨藻酸毒性大、反应快,中毒后无特异解毒剂,所以开展软骨藻酸的快速检测研究对确保水产品安全及人体健康极为重要。目前的方法主要是检测浮游植物、贝类、海水以及人体和动物的血液、尿液等生物样本中软骨藻酸含量。常见的软骨藻酸检测方法有小鼠生物(MBA)法、酶联免疫吸附(ELISA)法、高效液相色谱(HPLC)法以及高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)法等。除上述检测技术外还有毛细管电泳法、生物传感器法、分子印迹法等也被用于软骨藻酸的检测。

1、小鼠生物法

MBA法的原理是将毒素注射入小鼠体内,根据注射后小鼠的存活时间和中毒症状来评价毒性,一般用半数致死剂量(LD50)表示。该方法适于检测贝类组织中高质量浓度的软骨藻酸(300~1 000μg/g),软骨藻酸含量低于20μg/g 的贝类组织无法检测;该方法应用广泛、能表达出样品的实际毒性、不需要复杂贵重的仪器设备等优点,但也存在着较多缺陷,例如仅能测定毒性的大小和有无,无法确定毒素的组成和成分,检出限低,重复性差,测试时间长,结果易受影响等,已逐渐被其他新的分析方法所取代,但在毒理学领域仍具有重要意义。

2、酶联免疫吸附法

ELISA法是利用酶标抗原和抗体特异性结合的原理来进行检测和分析,采用特异性贝类毒素的抗体对软骨藻酸进行检测,包括多克隆抗体直接竞争、多克隆抗体间接竞争以及单克隆抗体间接竞争方法。该方法灵敏度高,且目前已研制出多种快速检测软骨藻酸的ELISA方法及试剂盒。

李柄熹等运用间接竞争ELISA法检测贝类样品中软骨藻酸含量,通过检测发现软骨藻酸的质量浓度在5~2500ng/mL范围内与其峰面积呈良好的线性关系,检出限为5ng/mL,在4种贝类样品的消化腺和肌肉中均检测出一定量的软骨藻酸,样品总检出率为100%。

3、高效液相色谱法

HPLC法是利用流动相和固定相对混合物中不同组分亲和力的差别达到分离效果的一种定性和定量分析技术。褚莹倩等利用超高效液相色谱-紫外检测法快速测定贝类中软骨藻酸的残留量,软骨藻酸的质量浓度在0.1~10.0μg/g 范围内与其色谱峰面积呈良好的线性关系,检出限为0.2μg/g,样品加标回收率为76.8%~91.2%,测定结果的相对标准偏差为11%~16%(n=6)。高治昊等应用高效液相色谱-二极管阵列检测器法,检测贝类样本中的软骨藻酸含量,该方法在0.02~1.0ng/mL 质量浓度范围具有良好线性关系,线性相关系数大于0.999,样品平均加标回收率为108%,检出限为23.5ng/mL,测定结果的相对标准偏差为3.5%(n=6),适用于对贝类产品中软骨藻酸的快速检测。

4、高效液相色谱-串联质谱法

HPLC-MS/MS法是目前海洋贝类毒素定量测定方法中灵敏度最高、选择性最好、应用最为广泛的方法之一,在海产品贝类毒素的测定国际标准以及国家标准中,均是使用该方法。田璐等探究高效液相色谱-串联质谱法测定软骨藻酸含量的方法条件,并进行验证,软骨藻酸质量浓度在0.5~25.0ng/mL范围内线性关系良好,方法检出限为1.5ng/mL,定量限为5ng/mL,平均回收率为68.7%~92.4%,使用此方法在福建省中北部海域养殖贝类中检测到软骨藻酸。

5、其它方法

毛细管电泳法是一类以毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术,主要根据各毒素分子所带电荷量的不同将其进行分离。ZHANG等建立了一种毛细管电泳酶免疫分析-电化学检测软骨藻酸的方法,该方法的线性范围为0.1~50ng/mL,检出限为0.02ng/mL,加标回收率为89.6%~105.8%。

生物传感器是一种分析装置,由生物识别元件和传感器组成,可以将生物反应产生的信息转化为可定量处理的电信号,以此来检测物质的浓度。YAKES等使用单通道和多通道SPR生物传感器,用于抗体的选择和表达,并在贝类组织中检测到软骨藻酸。选择高灵敏度抗体,其半数抑制浓度(IC50)单克隆抗体为4.8~6.9ng/mL,多克隆抗体为2.3~6.0ng/mL,且可在1min的时间内检测软骨藻酸。

分子印迹技术是一种重要的仿生识别工具,可以模拟抗体和酶的特异性识别性能。因此,制备的分子印迹聚合物不仅可以表现出与抗体相当的选择性和特异性,而且可以弥补抗体稳定性差、获取困难、价格昂贵等缺陷。AO等建立了一 种分子印迹聚合物样品净化方法,从海水和贝类样品中富集软骨藻酸,将分子印迹固相萃取柱用于高效液相色谱-紫外检测法联用进行软骨藻酸检测,海水和贝类样品中DA的检出限分别为20、50ng/mL。HE等使用虚拟模板分子印迹结合固相萃取高效液相色谱检测海水中的软骨藻酸。

不同软骨藻酸检测技术的特点

参考文献

[1] 高钰杰,游杰,黄海燕. 软骨藻酸检测方法研究进展[J]. 化学分析计量,2024,33(4):126-132. DOI:10.3969/j.issn.1008-6145.2024.04.023.

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