Иммуноферментные системы и набор реагентов для определения бацитрацина в пищевых продуктах

Разработаны тест-системы для непрямого и прямого иммуноферментного анализа (ИФА) пептидного антибиотика бацитрацина (Бц). Поликлональные антитела для обеих тест-систем получены иммунизацией кроликов конъюгатом Бц и гемоцианина улитки, который синтезировали взаимодействием пептида с белком в присутствии 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)-карбодиимида (EDC). В системе непрямого ИФА твердофазным конъюгированным антигеном служил продукт присоединения Бц к тироглобулину, предварительно активированному EDC и N-гидроксисульфосукцинимидом. Для прямого ИФА на поверхности лунок микропланшета были иммунохимически иммобилизованы антитела к Бц, а жидкая фаза содержала конъюгат Бц с пероксидазой из корней хрена, полученный путем последовательных реакций присоединения аминогрупп Бц к окисленной периодатом углеводной части фермента и восстановления образовавшегося основания Шиффа борогидридом натрия. В системах прямого ИФА и непрямого ИФА связывание конъюгированных антигенов с антителами к Бц обусловливало максимальные колориметрические сигналы около 2,0 и 1,2 единиц оптической плотности соответственно и зависело от содержания Бц в жидкой фазе. При этом концентрации антибиотика, вызывающие ингибирование связывания на 50 %, составили 2,6 нг/мл в прямом ИФА и 10,0 нг/мл в непрямом ИФА. Простая и чувствительная система прямого ИФА послужила прототипом для создания готового набора реагентов и методики выполнения измерений, технико-аналитические параметры и метрологические характеристики которых позволяют определять остаточные количества Бц в пищевой продукции животного происхождения расширенного перечня, включающего 14 наименований, в диапазоне от 9,0 до 405,0 мкг/кг с надлежащей правильностью и точностью.

1. Johnson, B. A. Bacitracin: a new antibiotic produced by a member of the B. subtilis group / B. A. Johnson, H. Anker, F. L. Meleney // Science. - 1945. - Vol. 102, N 2650. - P. 376-377. https://doi.org/10.1126/science.102.2650.376

2. Клёнова, И. Ф. Ветеринарные препараты в России: справочник / И. Ф. Клёнова, Н. А. Яременко. - М.: Сельхо-зиздат, 2001. - 543 с.

3. Structures of bacitracin A and isolated congeners: Sequencing of cyclic peptides with blocked linear side chains by electrospray ionization mass spectrometry / M.M. Siegel [et al.] // Biol. Mass Spectrom. - 1994. - Vol. 23, N 4. - P. 186-204. https://doi.org/10.1002/bms.1200230403

4. Binding of nickel and zinc ions to bacitracin A / D. A. Scogin [et al.] // Biochemistry. - 1980. - Vol. 19, N 14. -P. 3348-3352. https://doi.org/10.1021/bi00555a038

5. Ming, L.-J. Metal binding and structure-activity relationship of the metalloantibiotic peptide bacitracin / L.-J. Ming, J. D. Epperson // J. Inorg. Biochem. - 2002. - Vol. 91, N 1. - P. 46-58. https://doi.org/10.1016/s0162-0134(02)00464-6

6. X-Ray structure of the antibiotic bacitracin A / S. Pfeffer [et al.] // FEBS Lett. - 1991. - Vol. 285, N 1. - P. 115-119. https://doi.org/10.1016/0014-5793(91)80738-O

7. Composition of, method of producing and method of using a stabilized formulation for assaying peroxide activity: Patent US 5206150 / H.-Y. Tai. - Publ. date 27. 04.1993.

8. Total Structures and Antimicrobial Activity of Bacitracin Minor Components / Y. Ikai [et al.] // J. Antibiot. - 1995. -Vol. 48, N 3. - P. 233-242. https://doi.org/10.7164/antibiotics.48.233

9. Pavli, V. Fast separation of bacitracin on monolithic silica columns / V. Pavli, V. Kmetec // J. Pharm. Biomed. Anal. -2004. - Vol. 36, N 2. - P. 257-264. https://doi.org/10.1016/jjpba.2004.06.028

10. Pavli, V. Pathways of Chemical Degradation of Polypeptide Antibiotic Bacitracin / V. Pavli, V. Kmetec // Biol. Pharm. Bull. - 2006. - Vol. 29, N 11. - P. 2160-2167. https://doi.org/10.1016/jjpba.2004.06.028

11. Sin, D. W. Analytical methodologies for identifying a polypeptide antibiotic / D. W. Sin, Y. Wong // TrAC, Trends Anal. Chem. - 2003. - Vol. 22, N 11. - P. 799-809. https://doi.org/10.1016/S0165-9936(03)01204-4

12. The assay of bacitracin / G. D. Darker [et al.] // J. Am. Pharm. Assoc. (Scientific ed.). - 1948. - Vol. 37, N 4. -P. 156-160. https://doi.org/10.1002/jps.3030370409

13. Analysis of bacitracin and its related substances by liquid chromatography tandem mass spectrometry / S. A. Suleiman [et al.] // J. Pharm. Anal. - 2017. - Vol. 7, N 1. - P. 48-55. https://doi.org/10.1016/jjpha.2016.06.001

14. Sarri, A. K. Development of a novel liquid chromatography — Evaporative light scattering detection method for bacitracins and applications to quality control of pharmaceuticals / A. K. Sarri, N. C. Megoulas, M. A. Koupparis // Anal. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 573-574. - P. 250-257. https://doi.org/10.1016/j.aca.2006.05.042

15. High-performance liquid chromatography determination of Zn-bacitracin in animal feed by post-column derivatiza-tion fluorescence detection / L. F. Capitan-Vallvey [et al.] // J. Chromatogr. A. - 2002. - Vol. 943, N 2. - P. 227-234. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(01)01442-x

16. Gallagher, J. B. High pressure liquid chromatographic determination of bacitracin in premix feeds and finished feeds: collaborative study / J. B. Gallagher, P. W. Love, L. L. Knotts // J. Assoc. Off. Anal. Chem. - 1982. - Vol. 65, N 5. - P. 1178-1185. https://doi.org/10.1093/jaoac/65.5.1178_

17. Analysis of major components of residual bacitracin and colistin in food samples by liquid chromatography tandem mass spectrometry / D. Sin [et al.] // Anal. Chim. Acta. - 2005. - Vol. 535, N 1-2. - P. 23-31. https://doi.org/10.1016/).aca.2004.11.063.

18. Situ, C. Simultaneous and rapid detection of five banned antibiotic growth promoters by immunoassay / C. Situ, CT. Elliott // Anal. Chim. Acta. - 2005. - Vol. 529, N 1-2. - P. 89-96. https://doi.org/10.1016/j.aca.2004.08.013

19. Enzyme immunoassay using peroxidase as a label and a dip-strip test for monitoring residual bacitracin in chicken plasma / M. Matsumoto [et al.] // Anal. Chim. Acta. - 1997. - Vol. 346, N 2. - P. 207-213. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(97)00110-4

20. Кононенко, Г П. Методы санитарного контроля животноводческой продукции. Сообщение II. Иммуноферментный анализ бацитрацина / Г. П. Кононенко, А. А. Буркин // Сельскохозяйственная биология. - 2010. - № 6. - С. 88-93.

21. Competitive enzyme-linked immunosorbent assay for the determination of zinc bacitracin in animal feedingstuffs / C. Williams [et al.] // Analyst. - 1994. - Vol. 119, N 3. - P. 427-430. https://doi.org/10.1039/an9941900427

22. Иммунохроматографический экспресс-тест на содержание полипептидного антибиотика бацитрацина в молоке / Т. С. Серченя [и др.] // Белорусские лекарства: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Минск, 10-11 октября 2019 г / Ин-т биоорган. химии НАН Беларуси. - Минск: издатель А. Н. Вараксин, 2019. - С. 140-143.

23. Hermanson, G. T. Bioconjugate techniques / G. T. Hermanson. - 3rd ed. - Amsterdam: Academic Press, Elsevier, 2013. - 1200 p.

24. Galardy, R. E. Tritium-hydrogen exchange of bacitracin A. Evidence for an intramolecular hydrogen bond / R. E. Galardy, M. P. Printz, L. C. Craig // Biochemistry. - 1971. - Vol. 10, N 13. - P. 2429-2436. https://doi.org/10.1021/bi00789a001

25. Delincee, H. Fractionation of horseradish peroxidase by preparative isoelectric focusing, gel chromatography and ion-exchange chromatography / H. Delincee, B. J. Radola //Eur. J. Biochem. - 1975. - Vol. 52, N 2. - Р. 321-330. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1975.tb04000.x

26. Leonard, P. Immunoassay validation / P. Leonard // Immunoassays: development, applications and future trends / Eds. R. O’Kennedy, C. Murphy. - New York: Pan Stanford Publishing Pte. Ltd., 2017. - P. 89-115. https://doi.org/10.1201/9781315206547-4_

27. Vashist, S. K. Bioanalytical requirements and regulatory guidelines for immunoassays / S. K. Vashist, J. H. T. Luong // Handbook of immunoassay technologies / Eds. S. K. Vashist, J. H. T. Luong. - Academic Press, Elsevier, 2018. - P. 81-95. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-811762-0.00004-9

28. Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК. Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях / под общ. ред. Л. А. Конопелько. - 2-е изд. - СПб.: ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, 2002. - 149 с.

29. Barwick, V. J. VAM Project 3.2.1. Development and Harmonisation of Measurement. Uncertainty Principles. Part (d): Protocol for uncertainty evaluation from validation data / V. J. Barwick, S. L. R. Ellison. - LGC (Teddington) Ltd, 2000. - 87 p.

30. Immunochromatographic assay with photometric detection for rapid determination of the herbicide atrazine and other triazines in foodstuffs / N. A. Byzova [et al.] // J. AOAC Int. - 2010. - Vol. 93, N 1. - P. 36-43. https://doi.org/10.1093/jaoac/93.1.36

31. Immunochromatographic technique for express determination of ampicillin in milk and dairy products / N. A. Byzova [et.al.] // Appl. Bioch.Microbiol. - 2011. - Vol. 47, N 6. - P. 627-634. https://doi.org/10.1134/s0003683811060032