霉菌毒素测试方法

资料来源：罗默实验室

最新的饲料和谷物字节特征与库尔特布伦纳博士的对话，研究和发展总监在罗默实验室。听一下我们谈论的霉菌毒素检测方法的历史和未来的趋势。

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丽莎刀:我想欢迎大家最新的饲料和谷物字节播客。我是《饲料与谷物》杂志的丽莎·克利弗，今天我们请来了罗默实验室的研发主管库尔特·布伦纳博士，与我们一起讨论“霉菌毒素检测方法:它们来自哪里，将去往哪里”。欢迎,库尔特!

布伦纳博士:你好！

Cleaver:那么，我们开始吧。你能给我们介绍一些关于霉菌毒素的背景信息以及霉菌毒素的检测是如何开始的吗?

布伦纳博士:霉菌毒素是历史悠久的主题。虽然霉菌毒素对生物体的影响并没有成为巨大的重点，直到几十年前，这些不期望的真菌化合物已经存在许多世纪。

在历史上多次爆发的火灾中，有一次是中世纪著名的圣安东尼大火。圣安东尼火灾是由长期食用被麦角生物碱污染的谷物引起的。当时，人们并不知道是什么导致了他们所观察到的症状。

快进到几个世纪后的20世纪^th世纪。在伦敦附近的一个地区，成千上万的火鸡突然在1960年突然死亡。由于这种神秘疾病缺乏更好的名称，科学家们称为土耳其X病，开始使用那些分析工具来挖掘出来的东西。in the Middle Ages obviously didn’t have at their disposal. It didn’t take them long to identify a harmful substance produced by a fungus in the peanut meal the turkeys were fed. They discovered that the peanut meal glowed when exposed to UV light. Upon further investigation, they discovered that the meal was contaminated with a fungus called Aspergillus; the glowing material was what came to be known as aflatoxin.

“霉菌毒素”一词由此产生，黄曲霉毒素引起了世界各地许多科学家的兴趣。如今，这一事件被认为是现代霉菌毒素研究的诞生，包括开发出合适的分析方法，在早期阶段检测这些化合物，以避免对人类和动物造成类似的伤害。

Cleaver:第一代分析方法是什么样子的?

布伦纳博士:薄层色谱法(TLC)是60年代和70年代黄曲霉毒素分析中最常用的方法。它允许以有效和负担得起的方式筛选大量样本。该方法经过多年的优化，也可用于其他类群霉菌毒素的检测。它最初是一种定性的方法——这意味着它对目标霉菌毒素的存在给出一个简单的是或否的答案——但后来经过优化，产生了半定量的结果。虽然薄层色谱是一种非常简单的方法，但它需要高度纯化的样品才能正常工作。由于最常见的样品是不同类型的谷物，这些早期分析人员必须进行非常复杂的样品制备方法，然后进行适当的清理。总而言之，这是一个相当繁琐的过程。

从20世纪70年代开始，随着更多功能、更可靠、更准确的真菌毒素分析方法的商业化，薄层色谱的流行程度有所下降。

砍刀：薄层色谱后的下一个大事是什么？

布伦纳博士:高效液相色谱，即众所周知的高效液相色谱，在20世纪70年代早期成为一种被广泛接受的分析方法，并在20世纪50年代的后半期开始被用于霉菌毒素分析。它仍然需要大量的样品制备，但比旧的薄层色谱方法少。虽然你们仍然需要熟练的人员和设备良好的环境进行HPLC，越来越多的实验室能够做到这一点。此外，HPLC的准确性不能与其他方法相匹配，如果你需要高度准确的结果，它仍然是选择的方法。数据清楚地显示了这一发展:1978年，薄层色谱用于分析美国约90%的玉米和花生样本中的黄曲霉毒素;十年后，只有40%的样品采用了薄层色谱。大部分采用高效液相色谱法进行分析。

这里重要的是，清除关于霉菌毒素检测方法的常见谬论。我们倾向于认为质谱是作为最近和最先进的霉菌素测量方法。这不是100％TRUE：将HPLC用于黄曲霉毒素检测的第一个出版物已经使用了质谱仪作为检测器。

70年代和80年代实际上标志着现在流行的方法开始，依赖于像质量规格的高度复杂的仪器。随着更好，更敏感和更强大的仪器的发展，结果变得越来越好。从一年到一年，可以检测到较低和较低的霉菌毒素。这是一个真正的眼新工：很明显，霉菌毒素比我们预期的更频繁地发生;我们只是没有正确的工具来看他们所有人。HPLC占2002年玉米和花生所有应用分析方法的80％。到那时，TLC几乎完全消失了。

千年的转弯也标志着霉菌毒素分析方法的演变的两个至关重要的发展：质谱的兴起和日益增长的需要一次性分析几种霉菌毒素。大规模规格是 - 仍然是 - 一种昂贵的方法。一个质谱仪是（并且仍然是）与近10个标准的HPLC仪器一样昂贵。当时，它几乎不仅仅是一个复杂的利基申请。对于优化的HPLC方法，这是远非准确的。但有一个事实是帮助质谱赢得了比赛：它能够在一个单一的运行中分析众多毒素，这意味着它是一个非常多功能的系统。

这是对一种新兴需求的回应:越来越多的霉菌毒素在不同的国家受到监管，并且所有用HPLC测量它们变得越来越麻烦，因为它并不真正适合多霉菌毒素的测量。最初的多真菌毒素质谱分析方法只结合了几种毒素，但很快，在一次运行中能够分析的化合物数量急剧增加:到2006年，这个数字达到了39。(这是一份具有里程碑意义的出版物:没有其他关于质谱霉菌毒素分析的论文被引用得比这更频繁了!)四年后，质谱可以分析几百个;如今，我们有超过1000种物质，包括霉菌毒素，其他生物毒素和农药。然而，这种特殊的种族更多的是学术兴趣，因为工业界主要关注的是管制毒素。

由于多霉菌毒性方法进行了进展，因此仪器本身变得更加强大：现代质谱仪比2000年代早期使用的仪器更敏感的数量多程度。

如今，大多数服务实验室提供多种霉菌毒素的方法，因为它们为几种毒素提供了良好的准确度和分析时间，每个样品的成本非常合理。

然而，现代仪器有点像赛车：他们的表现令人印象深刻，但他们需要专家才能正常运行，只能为设备齐全的实验室环境进行。随着时间的推移，遗忘了TLC的基本简单性，并且简单工厂实验室中的分析等概念显然无法使用新的分析方法。

切肉刀:那么，让我们从分析实验室转移到现场。今天的现场测试系统是何时、如何出现的?

布伦纳博士:有趣的是，随着高效液相色谱法的出现，第一批免疫分析应运而生。似乎从一开始，科学家们就在寻找某种平衡:一方面，有一种追求更高精确度的动力。随着仪器变得越来越精确，它们也变得越来越精密和复杂。另一方面，我们认为有必要保持简单:市场上出现了用户友好的、精确度可接受的方法:基于抗体的ELISA测试。这是建立在一项已知的技术之上的;所谓的免疫测定法是在20世纪60年代早期发现的，它是基于抗体与特定抗原的相互作用而起作用的。

这意味着，虽然火鸡X疾病在英国肆虐，但是已经可用了关于抗体的理论知识，但直到1977年直到1977年，升高了对黄曲霉毒素的第一抗体。

霉菌毒素是非常小的分子，产生针对这些化合物的抗体是非常具有挑战性的。几乎就在第一个黄曲霉毒素抗体产生后，第一个黄曲霉毒素ELISA被提交给科学界。没过多久，越来越多的elisa被开发出来对抗越来越多的霉菌毒素。

同时，这些系统的灵敏度和准确性迅速提高。尽管如此，它们仍然主要用于研究应用程序。这些日子众所周知的公司提供霉菌毒素ELISA测试套件的目的并不存在。在20世纪80年代之前，商业套件并没有可用。

ELISA试剂盒有几个实际的优点。他们允许在最小的实验室环境下进行手术。你唯一绝对需要的仪器是一个车牌阅读器，它比我到目前为止讨论的仪器便宜。一个对该产品培训很少的实验室技术员可以轻松地运行测试。此外，ELISA的通量是显著的，因为许多样品可以平行分析。然而，整个工作流程需要相当多的移液步骤，整个系统无法转移到真实的现场位置，如在粮食升降机或工厂入口进行验收测试。

直到2000年代中期横向流动设备出现，霉菌毒素检测才真正进入现场。和其他方法一样，这些lfd，或称为试纸测试，最初是为了检测黄曲霉毒素;其他分析物也很快跟进。

在开始时，测试只是定性，只提供是或否答案。然而，由于引入了监管限制，简单的是/否不再足够并且介绍了某些截止水平的测试。这些截止水平通常与美国和欧盟的规定很好地对齐。这些截止条的大优势是绝对没有所需的设备。它们可以用肉眼阅读，并可以在选择的截止水平上方或低于所选择的截止水平之上或低于所选的截止水平的肉眼进行读取。这些条带仍在利基市场中使用，因为他们的简单性仍然是无与伦比的。

在2010年左右，LFD条带在格式上变成了定量的，这是一个巨大的飞跃。然而，有一个陷阱:为了量化结果，需要一个读者。这些阅读器通常是非常简单的工具，价格合理，具有简单的用户界面。定量条带测试不需要任何特定的研究或专业背景;任何人都可以在短期培训后使用它们。如今，定量LFD测试提供了高质量的结果，它们的质量受到不同监管机构的认证，如USDA-FGIS(以前的GIPSA)，这对系统的准确性和健壮性要求极高。

砍刀：所以这为我们带来了现在。宫霉素分析中的一个目前主题是一些呼吁基于实验室的方法和免疫大同作用的竞争。免疫大同作用，一些甚至参考ELISA和LFD之间的竞争。你对这个竞争概念有什么看法？

布伦纳博士:这实际上在比利时霉菌毒素的国家参考实验室的最近出版物中尤为乐观地描述：他们认为它较少竞争而不是对两者的日益增长的需求，或者，“越来越快速，简单的方法和......更可靠的参考方法“。我认为这准确描述了当前情况。这些分析方法不在竞争中，但却是相当互补的。大规模规范方法适用于ISO 17025认证的实验室报告中记录的高度准确结果的人（但我们不要忘记：仍然需要合理的成本，实验室需要快速转动结果！）。ELISA和LFD套件适用于那些需要快速结果的人，无法将样品发送，并需要保持成本。尽管如此，这些套件仍然必须提供良好的效果。

甚至两个免疫大同作用，ELISA和LFD并不是在竞争中。如果需要并行分析许多样本，ELISA仍然是一个非常好的选择。如果您只有几分钟才能分析样品，如果这些样品顺序地依次进入，则一个接一个地，条带测试是选择的方法。

此外，更费力的ELISA程序为您提供了更多选择，使方法适应复杂或罕见的样本，无论出于何种原因，不能用条带轻松分析。每个测试系统都有其特定用例，因为它是最合适的解决方案。

尽管如此，我希望我没有违背自己太多，我已经观察到LFD测试的日益增长的趋势，特别是因为他们在过去十年中的定量能力和可靠性增加了巨大增加。最终，人们只是学会了信任新技术。

Cleaver:随着我们的谈话接近尾声，让我们来看看条纹测试的未来。我们能期待什么，现在的准确性和可靠性的lfd是或多或少建立。

布伦纳博士:没错，lfd已经走过了很长一段路:从单纯的定性到有界限的半定量，再到现在的完全定量。但这一旅程远未结束。持续改进将进一步提高条带的分析性能。只要lfd还存在，这就很可能是一种进化。

正如我所看到的，下一个革命将在其他地方发生：可用性。LFDS的核心始终是这样的：“易于使用您需要使用它们的”。无论环境如何，每个人都应该能够使用它们 - 无论您在哪里需要进行分析。简单是LFD的基本思想，即使它们保持高标准的准确性，它们也只会使用更简单的使用。

让我们通过查看允许定量结果的读者来探讨一下这个简单的想法。最新一代LFD阅读器将通过接管大量用户以前必须执行的任务来消除基于用户的错误。读者将“看到”插入的条带，并自动知道正在被分析的毒素，建议常见的矩阵，条带孵化期等。在其他应用中被证明更容易使用的技术将被集成，比如指导用户完成工作流程的触摸屏。

底线是：LFD，一种已知其快速度的方法将变得更加快速。动手时间将减少，并且可以在没有牺牲精度的情况下并行运行更多的分析。Romer Labs，我很自豪地说，将在未来几个月内推出一个新系统，为带测试提供更大的速度，准确性和可用性。也许我们可以回到饲料和谷物等时机成熟时再详细谈谈。

切肉刀:好吧，这就是我们今天有时间的。Brunner博士，我要感谢你加入我们并讨论霉菌毒素，我要感谢你们所有人的倾听。有关更多信息，请单击下面的链接。谢谢！

有关更多信息，请访问romerlabs.com．