ISPR在食物過敏原檢測中的應(yīng)用

食物過敏是人們對食物中一些蛋白質(zhì)的一種不良的免疫反應(yīng)。其癥狀有輕微的，也有嚴(yán)重的，非常影響人們的日常生活。大約有4%的成人和8%的兒童存在食物過敏反應(yīng)，過敏反應(yīng)也是導(dǎo)致人們就醫(yī)的主要原因。在今天，人們越來越關(guān)注食物過敏所帶來的健康問題。遺憾地是，至今還沒有治療它的有效方法。而我們能做的是盡量避免和過敏原接觸。為了保護消費者，法律規(guī)定食品生產(chǎn)商要在其產(chǎn)品標(biāo)簽上注明該產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中是否可能含有某一種過敏原。盡管做出了這樣的規(guī)定，但是，要真正實現(xiàn)在產(chǎn)品標(biāo)簽上注明是否可能含有某一過敏原，我們首先要把過敏原從食物中檢測出來。

傳統(tǒng)的過敏原檢測方法可以分為基于蛋白的檢測和基于DNA的檢測。前者包括免疫印跡、酶或放射過敏原吸附實驗、火箭免疫電泳等等。后者主要包括PCR和real-time PCR。因為大部分的食物過敏原是蛋白質(zhì)，一些基于蛋白的檢測方法，比如免疫分析類方法，利用的是一種或多種抗體去靶向結(jié)合特異性的食物過敏原。該方法根據(jù)蛋白與蛋白的特異性相互作用來實現(xiàn)。再有，96孔板的ELISA方法是現(xiàn)在常用的檢測方法，該方法通常是分開來檢測每一種抗原。

多年來，人們已經(jīng)發(fā)明了很多種方法來檢測食物過敏原，但是，仍然有許多問題需要解決。傳統(tǒng)的過敏原檢測方法通常需要大量的人力花費大量的時間來完成，這往往需要很高的花費，以及諸如此類的原因。以酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）為例，即使在其最快的模式和最恰當(dāng)?shù)臈l件下，該方法分析一種過敏原的14個樣品仍然需要至少30分鐘，并且每個樣品需要花費15歐元。所以，現(xiàn)今的檢測手段還不能滿足人們的需求。因此，十分有必要發(fā)明一些新的針對多種過敏原進行檢測的精確分析工具。

最近幾年，許多新技術(shù)新方法涌現(xiàn)出來。根據(jù)其設(shè)計原理和設(shè)備，這些方法可以分為三大類。第一類，最近報道地針對多種過敏原檢測的集中免疫分析方法，比如以競爭激烈的間接模式出現(xiàn)的多過敏原酶聯(lián)免疫吸附法、多重反向點雜交酶免疫分析系統(tǒng)和共振增強吸收（REA）為基礎(chǔ)的近場免疫等。第二類，由于免疫檢測方法的時間消耗和勞動密集，人們發(fā)明了幾種用于食物過敏原掃描的生物傳感器，其中包括高靈敏度的NRL陣列生物傳感器、基于SPR的生物傳感器和一種微型傳感器技術(shù)SPREETA。第三類，是一些針對不同環(huán)境和食物過敏原污染的多重分析系統(tǒng)，包括檢測多種病原體的電子芯片、檢測轉(zhuǎn)基因生物的基于微珠的懸浮液陣列方法等等。的確，為了獲得一些快速、高效和低成本的過敏原檢測方法，人們發(fā)明和發(fā)展了許多方法和技術(shù)。當(dāng)然，在這個過程中我們對過敏原的檢測有了很大的進步。但是，現(xiàn)在的問題是，文章中所提到的所有方法都不能同時檢測四大類主要的過敏原。因此，人們又發(fā)明了一種新的方法——ISPR。

ISPR（imaging surface plasmon resonance）是一種新發(fā)明地用于食物過敏原的快速、定量和多重分析方法，這種方法使自動化和高通量的過敏原分析成為可能。并且通過該方法可以得到一份完整的食物過敏原譜。在之前，SPR是廣泛地用于生物分子相互作用的動力學(xué)研究的。因為存在設(shè)備高成本性和低通量問題，該方法在常規(guī)濃度分析方面的應(yīng)用被限制。但是，現(xiàn)在把SPR和成像技術(shù)結(jié)合起來運用于過敏原檢測。通過結(jié)合基于SPR技術(shù)的檢測和空間表面改性，我們可以做到在一次檢測過程中得到多重分析。并且由于其自動化和高通量的能力以及傳感器芯片的復(fù)用性，過敏原檢測的成本大大地減少，也為將來的流水線操作提供可能，減少了人力的使用。

例如，針對抗體微矩陣，ISPR就是利用水凝膠涂層APR芯片和一種連續(xù)性微流體（CFM）探測器。這種CFM探測器利用的是一種微流體交互界面，使抗體可以和各個獨立的點各自結(jié)合，這樣我們在親水性表面上就可以得到高質(zhì)量斑點的形成，并且是每個斑點處的負(fù)荷量有了大大的提高。也因為這樣的原因，即使只有一小部分的非固定的抗體，也可以用來進行分析，而其反應(yīng)的強度足以被檢測到。舉一個具體的例子來說明，采用一種結(jié)合抗體微陣列的角度掃描ISPR系統(tǒng)來針對13種主要的過敏原進行食物過敏原譜的分析。在這個實驗中，我們選用的食物種類有餅干和巧克力，選用的過敏原是七大主要的過敏原（花生、牛奶、羽扇豆、大豆、雞蛋、榛子和杏仁），以及六種堅果類過敏原（腰果、巴西堅果、松子、山核桃、澳洲堅果和開心果）。芯片表面的抗體斑點是我們選擇過敏原的特異性檢測區(qū)域。ISPR的檢測步驟包括芯片穩(wěn)定處理，和樣品作用，以及芯片再生；我們得到的結(jié)果將是針對每個抗體斑點的特異過敏原的劑量曲線。在這個實驗中，每一次檢測循環(huán)可以在12分鐘內(nèi)得到12種過敏原的經(jīng)過量化的濃度數(shù)據(jù)。通過這個實驗說明該方法在進行食物過敏原檢測中的的能力是可以的。與ELISA實驗相比，通過芯片ISPR檢測得到的食物過敏原譜是可靠的。由于SPR被應(yīng)用來進行濃度分析，因而它的整個過程是可以不用標(biāo)記、信號放大和洗脫步驟。盡管少了這些步驟，但通過這種方法得到的分析結(jié)果是符合的。

通過以上提到的一些優(yōu)點，可以認(rèn)為ISPR是一種很好的檢測食物過敏原的方法。通過使用ISPR，可以有效地避免生產(chǎn)過程中的過敏原污染。從而生產(chǎn)商也可以很好地提供警示標(biāo)簽，指出產(chǎn)品中的可能的過敏原使消費者的健康可以得到保證。

當(dāng)然，ISPR是一種很好的檢測過敏原的方法，但它也存在一些問題。其中最主要的一個是由于需要大量的抗體，這就限制了該方法的使用。因此，我們在大量利用ISPR檢測食物過敏原的同時，要么減少對抗體的使用，要么加快抗體的生產(chǎn)。