[发明专利]一种利用免疫生物传感器同时快速检测多种抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种利用免疫生物传感器同时快速检测多种抗生素的方法。本发明保护一种同时检测31种抗生素的试剂盒，包括免疫传感芯片和荧光标记抗体溶液；免疫传感芯片上具有3个点位，1个点位修饰有林可霉素完全抗原，1个点位修饰有喹诺酮类抗生素完全抗原，1个点位修饰有磺胺类抗生素完全抗原；荧光标记抗体溶液提供的有效成分为荧光标记的林可霉素抗体、荧光标记的喹诺酮类抗生素抗体，荧光标记的磺胺类抗生素抗体；31种抗生素为林可霉素、13种喹诺酮类抗生素和17种磺胺类抗生素。本发明所需设备简单、操作简便，监测速度快、成本低、可靠性高，并具有较高的灵敏度，为抗生素污染的监管、防控提供技术支持。

技术领域

本发明涉及一种利用免疫生物传感器同时快速检测多种抗生素的方法。

背景技术

自19世纪发现青霉素以来，抗生素在世界范围内被广泛使用。抗生素能够干扰病原微生物的细胞发育功能，抑制细菌生长发育或者直接杀灭细菌，在人类医疗领域大发挥重要作用。近年来，更多的抗生素被应用在动物养殖产业，用于动物的治病、防病以及促进生长。

根据普林斯顿大学的一项研究预测，2010-2030年全球抗生素消费量将增加67％，大规模集约化养殖业体系的发展将是这一增长的主要原因。相比于发达国家，发展中国家抗生素的使用并未受到有效监管，“金砖五国”的抗生素使用量更是占到全世界的76％。目前，中国是全世界最大的抗生素生产国和使用国。2013年中国抗生素的总生产量是24.8万吨，总使用量是16.2万吨，这其中动物用抗生素占到了52％，养殖业中常用的磺胺类抗生素、喹诺酮类抗生素和林可霉素使用量分别达到7890吨、25500吨和7820吨。在中国，每年有超过5万吨的抗生素经污水处理厂处理后进入环境当中，由于抗生素的难降解性及对微生物的抑制作用，现行的污水处理技术对抗生素的去除效率很低，残留的抗生素会随着处理厂出水汇入地表水或渗入地下水。随着抗生素种类及用量的不断增加，越来越多的抗生素开始进入自然环境并积累赋存，环境介质中的抗生素因此会干扰环境生态及其中生物的正常生长，同时可能诱发产生抗生素抗性细菌，因此抗生素被认为是一种具有巨大潜在危害和风险的污染物，引起了环境科研工作者和管理机构的广泛关注。

地表水中的抗生素来源主要包括养殖业、医疗行业、抗生素生产厂家和生活污水。研究表明，畜牧及水产养殖中所使用的抗生素已经成为地表水中抗生素的主要来源。相比于发达国家消灭病毒、净化空气、建立免疫区等做法，我国养殖业由于硬件设施差、养殖技术落后，养殖环境复杂等原因，大部分地区仍然停留在疫苗压制、抗生素预防、发病后抗生素治疗的阶段，对抗生素是依赖严重的。四环素、磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类等抗生素在畜禽养殖饲料中均有添加。动物对抗生素的吸收能力有限，60％-90％的抗生素将通过粪便和尿液的形式排出体外。在中国，含有抗生素的废水和养殖固体废弃物的管理亟待加强，特别是在大部分农村地区，由于配套的市政基础设施有限，污水处理率较低。即使经过简单的处理，养殖废水中所含的大量抗生素仍会进入环境介质，低污水处理率的畜牧业可能对环境产生重大影响。水产养殖是我国渔业生产的主要手段，随着养殖规模的不断扩大，抗生素滥用情况也越来越严重，在1996-2013年间报道使用的抗生素已达20种。在水产养殖中所使用的抗生素仅有少量会被鱼类吸收，大部分将进入环境中。不仅如此，养殖户会向鱼塘中添加畜禽粪便用于促进鱼的生长，这种做法可能导致畜禽粪便中的抗生素直接进入水体。

环境中抗生素的间接影响是导致耐药细菌和耐药基因的产生。环境中的抗生素会产生选择压力，导致耐药菌株种群数量的增加，进而发展成为优势菌株。具有耐药基因的菌株还会通过子代遗传和水平转移的方式传播耐药基因。耐药基因的传播会导致更多种耐药菌的出现，耐药细菌已经成为人类医学所面临的难题之一。

喹诺酮类抗生素是一类人工合成的人畜通用抗生素，作用机理是通过抑制DNA回旋酶，抑制细菌DNA合成，从而导致细菌死亡，达到抗菌目的。喹诺酮类抗生素具有高效性、类抗生素性和低副作用发生率等优点，被广泛应用于水产、畜牧养殖等行业。