乳制品激素检测技术分析

2010年“某乳制品致婴儿性早熟”事件引起了社会广泛的关注。虽然经过检测，该乳品中激素含量水平均在国家限定范围内，但仍然引起了人们对婴儿食用奶粉中激素含量标准及检测方法的广泛讨论。

激素是由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质，在体内作为信使传递信息，对机体生理过程起调节作用的物质。按照化学组成,可以分为类固醇、氨基酸衍生物、肽与蛋白质和脂肪酸衍生物4大类；按照来源，激素可以分为内源性激素和外源性激素。内源性激素是由自身体内腺体或细胞分泌的激素，分为生长激素和性激素，如雌二醇、雌三醇、孕酮、睾酮等。为了维持动物正常的新陈代谢和生理功能，动物机体和组织都需要这种天然微量的性激素。内源性激素的水平受动物品种、年龄、生理变化，包括饲料以及气候、季节的影响而不断地变化。专家们普遍认为，牛乳中天然含有微量内源性的性激素，但不会对人体的健康产生危害，牛乳中的微量内源性激素是动态变化的，不构成食品安全威胁。目前，国内外都没有制定牛乳中内源性激素限量的标准，一般情况下不作为常规的检测指标。外源性激素是人工合成的激素，可以分为性激素、促生长激素、间羟基苯酸丙酯和β-兴奋剂，如己烯雌酚、玉米赤霉醇、克伦特罗等都属于外源性激素。

由于激素能够促进奶牛的生长、泌乳增加产奶量,导致一些奶农向饲料中添加激素或直接给奶牛注射激素。随着激素合成技术的提高，应用于畜禽产品的激素种类和数量逐渐增加。据估计，美国30%的奶牛都曾被注射重组牛生长激素。激素会通过泌乳进入牛奶中。被人体摄入后，会明显影响人体的激素平衡，引起致癌、致畸，如已烯雌酚可能引起女童早熟、子宫癌及男性的女性化等。所以外源性激素一般都是禁用的，有的虽然可以使用，但是有限量要求，如欧盟自1989年开始禁止合成甾醇类激素在动物性食品中的使用；美国FDA对动物性食品中的玉米赤霉醇和醋酸雌酮进行了限量要求。

牛奶中激素残留浓度极低，激素的分析属复杂基质中痕量组分的分析技术，这种痕量分析具有检测限低，样品基质复杂，干扰物质多等特点，样品前处理技术复杂，检测难度大。目前，国际上针对激素的检测方法主要包括仪器方法、酶联免疫方法和生物芯片法。

仪器方法简述

仪器方法主要有气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱-质谱法（GC-MS）和液相色谱-质谱法（LC-MS）。这些检测方法均存在一定的弊端：激素是高沸点、低挥发性物质，气相色谱法不适合对激素进行直接测定，一般需要对目标激素进行衍生化处理，因此样品处理复杂、费时；HPLC灵敏度低，很难达到食品基质中的外源性激素检测要求；气质联用分析法在性激素检测中的不足之处在于需要繁琐的衍生化过程；液质联用技术将液相色谱的强分离能力与质谱检测器的丰富结构信息、高灵敏度特点结合,具有灵敏度高、且能提供化合物的结构特征等特点，是定性定量非常可靠的确认方法,但仪器成本较高，操作较复杂，同时对操作人员的要求较高。

酶联免疫方法

酶联免疫方法是以抗原抗体的特异性结合及酶与底物的显色反应为基础的检测方法。北京博欧实德生物技术有限公司的激素类检测试剂盒采用直接竞争性酶联免疫原理，可以定量检测乳制品等多种样品中的激素残留，操作简单、灵敏度高、特异性强、回收率高、检测速度快，可在2小时内完成检测，且检测成本低，非常适合批量检测。另外，产品系列齐全（见表1）。该系列试剂盒目前已得到国内知名乳品企业的广泛应用，如伊利、蒙牛等企业。

生物芯片法

生物芯片是根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测技术。英国朗道公司的Evidence Investigator多分析物生物芯片检测系统可用于检测乳品、蜂蜜、尿液、组织等多种样品中的激素残留和兽药残留，是世界上第1台多分析物、半定量药物残留分析仪。北京博欧实德生物技术有限公司是英国Randox Evidence Investigator生物芯片系统在中国区域的独家。

表1 产品列表

生物芯片技术基于ELISA(酶联免疫反应)原理，采用夹心和竞争的免疫检测方法，每个载体含9个生物芯片（以3x3形式排列），相当于9个反应器，在生物芯片的预定独立检测区域上（每个芯片25个检测区域）固定了多种特异捕获配合基(抗体或者抗原)。当样品中含有待测物时，待测物可与芯片上固定的抗体或抗原及辣根过氧化物酶标记的抗原结合，加入信号试剂后，产生光信号，随后超低温CCD相机（高分辨的CCD成像技术）获取生物芯片每个测试区产生的光信号，并由独一无二的图像处理软件将光信号迅速转换为分析物的浓度，无须手工计算。

技术平台的优势

Evidence Investigator生物芯片检测系统可同时对单个样本进行多个分析物的定量检测（每次最多可检测23个项目），测试速度比传统实验室分析仪更快速更有效。

仪器采用高通量设计，可在2小时内检测45个样品或675个检测项目，大大节省人力物力（至少可节省5倍人力），节约时间，节约检测费用。

样品经处理后可应用于多种检测组合，无须重复处理样品。

无须标准品，易于操作，无须专业技术人员。

试剂盒提供整套试剂，无隐形或额外成本，只需25ul微量样本可同时得到多种分析物的检测结果，一次最多可检测54个样本。

现有的可用于检测乳制品中激素残留的生物芯片包括多基质生长激素组合（检测项目包括β-兴奋剂、勃地酮、皮质类固醇、去甲睾酮、莱克多巴胺、司坦唑、二苯乙烯、群伯龙和玉米赤霉醇）和合成甾醇类组合（检测项目包括17β-氯睾酮、乙炔雌二醇、促孕激素类和甲基睾酮）。同时，Randox公司将不断推出新的检测项目和分析组合，从而使其生物芯片具有很强的扩展性。

除激素类检测组合外，所配套的生物芯片还包括抗菌素组合和药物滥用组合等不同组合，涵盖数百种检测项目，同时还有更多检测项目正在研发中。

检测平台可根据国家相关政策的变化和药物残留检测目标的变化更改检测项目和检测参数，使检测更加灵活。另外可提供芯片定制服务，满足用户多元化的需求。

乳制品性激素残留是涉及人类健康的公共卫生问题，开发准确、快速的检测方法来解决我国乳制品行业面临的难题已成为当务之急。国内外乳制品中激素残留检测技术的发展趋势是提高检测方法的灵敏度、提高定性能力，实现多种激素残留的同时快速测定。因而，在更多地应用和发展色谱法和色谱-质谱联用法的同时，也需要建立快速、灵敏的筛选方法，如ELISA试剂盒和生物芯片技术等。