呕吐毒素主要成分为DON(deoxynivalenol),是一种单端孢霉烯族的化合物,主要是来自于镰刀菌属,包括为禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌。
呕吐毒素DON对于粮食谷物类的污染状况与产生毒素的菌株、温度、湿度、通风、日照等因素有关。主要污染物有小麦、大麦、燕麦、玉米等谷类作物;面包、饼干、麦制点心等粮食制品;动物的奶、蛋中等。小麦赤霉病主要分布在潮湿温带地区,我国大部分地区又处于这一地带,所以造成呕吐毒素DON污染较严重,而在多雨年份地区污染状况则更为严重,这给饲料企业以及养殖业主带来了很大的损失,人们食用含有呕吐毒素的食物会危害到人体健康。
一、呕吐毒素的理化特性
呕吐毒素(DON),又被称脱氧雪腐镰刀菌烯醇,化学名为3α, 7α, 15一三羟基草镰孢菌-9-烯-8-酮,是一种单端孢霉烯的族化合物。而单端孢霉烯族毒素一共有150多种,呕吐毒素(DON)是单端孢霉烯族毒素中最重要的一种毒素。
呕吐毒素DON纯品是一种白色针状结晶,其结构环为四环的倍半萜,分子量为296.3,熔点为151 ~153℃(醋酸乙基石油),呕吐毒素DON易溶于极性的溶剂:如水、甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、丙酮等,不溶于正已烷、丁醇、石油醚等。
呕吐毒素DON耐热,一般不会在加工、储存以及烹调过程中被破坏;耐藏力强,病麦经四年贮藏,其中的呕吐毒素DON仍能保留其原有的毒性,这使得在实验室条件下可长期贮存保持毒力不变的样本;在弱酸中部不分解,但在加碱或高压处理下,可破坏部分含有呕吐毒素的谷物类加工产品;在甲醇中不稳定,22天后可被转化为其它产物。
二、呕吐毒素对动物和人的危害
细胞毒性:(1)通过对磷脂双层的渗透作用,作用于亚细胞水平层面;(2)通过细胞膜之间的相互作用;(3)通过自由基介导脂质的过氧化作用。
免疫毒性:(1)可以形成对病原体免疫应答的抑制;(2)可以造成自身免疫反应的诱发。
三致作用:可能具有致癌、致畸、致突变作用,是一种潜在的隐形的致癌物质。
2.1 呕吐毒素对动物的危害
单端孢霉烯族毒素都有可能引起鸭、猫、狗、猪、鸽子等不同动物的呕吐症状,动物毒力学的一项试验研究表明:不同畜种的动物对呕吐毒素DON的敏感程度按顺序是:猪>小鼠>大鼠>家禽和反刍动物。
对呕吐毒素最为敏感的动物是猪,尤其敏感的是断奶仔猪,猪对呕吐毒素DON的敏感程度约为其他动物的100-200倍。饲料中0.3~0.5mg/kg的毒素就会引起猪拒食、生长能力下降以及对传染病的抵抗能力下降,饲料中含1mg/kg以上的呕吐毒素就可能引起猪拒食、嗜睡、生长严重受阻、体增重减慢、免疫机能减退、丧失肌肉协调性以及呕吐等症状。对生长较为肥育的猪而言,含有14mg/kg呕吐毒素的饲料饲喂后10~20min即会出现呕吐、不正常的焦虑和磨牙现象,呕吐现象仅发生在第1天。而且呕吐毒素含量在0~14mg/kg的试验中,饲粮中每增加1mg/kg呕吐毒素,生长肥育猪的采食量减少6%,在含毒量10mg/kg以上即完全拒食。奶牛的健康状况、产奶量、摄食量几乎不受影响,牛奶中也检测不到呕吐毒素DON及其脱氧产物。
呕吐毒素的急性毒性与动物的种属、年龄、性别、染毒途径有关,雄性动物对毒素比较敏感。急性中毒的动物主要表现为站立不稳、反应迟钝、竖毛、食欲下降、呕吐等,还可引起动物的拒食反应,低剂量摄入会造成食欲下降、生长缓慢、发育不良和病死率升高等现象;大量或长期摄入会发生急性中毒、呕吐、直肠出血和腹泻,与肠道炎症极其相似。呕吐毒素对动物机体毒性主要分为免疫毒性和细胞毒性。在很多物种上已经得到证实,呕吐毒素DON可以通过胎盘转移到胎儿。怀孕母猪感染呕吐毒素DON后在胎儿的血浆、肝和肾中均检测到呕吐毒素DON。
2.2 呕吐毒素对人类健康的危害
人类食用含有呕吐毒素的粮油食品后,会出现胃部不适、眩晕、腹胀、头痛、恶心、呕吐,手足发麻、全身乏力、颜面潮红、以及食物中毒性白细胞缺乏症等症状。症状较为严重者可见呼吸、脉搏、体温、血压波动,四肢发软、步态不稳,更为严重时损害造血系统造成死亡。
呕吐毒素主要通过胃肠道吸收,经血液循环进入肝脏代谢后经肾脏随尿液排出,容易造成对各个器官的普遍损伤。而且呕吐毒素在人体中的半衰期约为2~4h,代谢迅速,8h后就可能检测不到呕吐毒素和它的代谢物。
三、中国及主要国家对呕吐毒素的限量标准
3.1、中国呕吐毒素限量标准 (饲料)
3.2欧盟呕吐毒素限量标准(饲料)
3.3美国呕吐毒素限量标准(饲料)
四、呕吐毒素常用检测方法
目前检测呕吐毒素的方法主要分为两大类:(1)确认方法;(2)快速方法。确认方法主要是运用理化仪器设备,如薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、高压液相色谱法(HPLC);联用技术,如气质联用(GC-MS)、液质联用(HPLC-MS)等;快速方法主要是在免疫化学基础上的免疫分析方法如免疫亲合柱-荧光检测(IAC-FLD)、酶联免疫吸附法(ELlSA)以及胶体金免疫层析方法等。
理化方法最大的优点是结果准确、法定认可,但此方法需要大型的仪器设备,设备价格昂贵,操作过程复杂、时间较长,并且没有办法在现场和基础小型实验室使用,所以不太适用于大规模样本的筛查和日常的内控检测。酶联免疫吸附法的ELISA 方法和胶体金快速检测卡是企业常用的快速检测方法,此类方法用于大量样品的筛查,具有操作简便,检测快速,成本较低等优点,但是其准确性和重复性较差,容易造成假阳性或者假阴性的现象。
五、上海飞测呕吐毒素FPOCT快速定量检测方法
上海飞测生物科技有限公司基于领先的荧光定量FPOCT技术平台,开发出了呕吐毒素荧光定量快速检测系统,结合了胶体金中快速、酶联免疫中定量以及色谱法中准确的特点,仅需要8min就可以快速准确定量测定出粮油谷物饲料中的呕吐毒素,灵敏度高(100ppb),线性范围宽(100-5000ppb),结果与国标法符合度高,为呕吐毒素的快速检测和控制提供了一种全新的技术手段。
5.1、上海飞测呕吐毒素FPOCT快速定量检测方法原理
当将待检测样品滴加在加样区时,样品中的待测物与结合垫中的荧光微球标记抗体结合并通过毛细作用向前层析,当达到检测区后,检测线T线上固定的抗原与剩余的部分荧光微球标记抗体结合,检测线T线上所结合的荧光微球标记抗体的量就与样品中待测物的量成反比,质控线C线结合的荧光标记物样品中待测物的量无关,而其它荧光标记物就会继续层析达到吸收区。层析结束后,会使用荧光读数仪来读取T线和C线的荧光强度并计算T/C值,通过荧光读数仪中内置的标准曲线即可计算出样品中待测物的含量。
5.2、上海飞测呕吐毒素FPOCT快速定量检测方法的特点
8min快速准确定量: 集胶体金的快速检测、酶联免疫的定量检测、色谱质谱的准确检测等特点于一身,可在8min内实现呕吐毒素的快速准确定量测定;
小巧便携:既能用于实验室常规检测,也能用于收粮现场快速检测;
内置定量标准曲线:仪器中有内置的标准曲线,不需要检测时再做标准曲线,既节省了成本,同时也避免了操作人员与霉菌毒素的接触,保护操作人员的安全;
随到随检:对检测样本量无要求,既可单个或少量样本随到随检,也可大量样本同时检测,检测成本无区别;
基质干扰小:基于时间分辨荧光技术原理,有效降低基质干扰,既适用于小麦、玉米、高粱等原料检测,也可对DDGS,麸皮、粕类等特殊样本检测,无需对提取液进行任何pH的调节,操作方便,结果准确;
操作简便:样品提取完后仅需一步加样即可,操作及其简便赫人性化,操作人员仅需短期培训就能熟练掌握;
远程网络支持:仪器可通过网络自动进行标准曲线读取、软件升级、问题故障诊断、质量控制等;
数据上传及溯源管理:荧光定量分析仪具备数据无线上传的功能,可对数据溯源管理。
相应的数据管理和溯源管理系统,实现公司总部对各分公司、上级监管部门对下级监管部门或者监管部门对各监管对象检测数据的实时掌握和分析;
性价比高:花胶体金试纸条的价格,获得色谱质谱检测的质量和结果,并且节省人力物力,大幅降低检测费用;
5.3、上海飞测呕吐毒素FPOCT快速定量检测方法与其他方法学性能比较
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