基于胶体金的乳制品中 β- 乳球蛋白 A 和 B 变体免疫层析检测方法

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牛奶里有一种叫 “β- 乳球蛋白（β-Lg）” 的蛋白，是 80% 牛奶过敏者的 “元凶”—— 它耐酸耐消化，就算喝下去也容易引发皮疹、呼吸困难甚至危及生命，对免疫力弱的宝宝更危险。

牛奶里有一种叫 “β- 乳球蛋白（β-Lg）” 的蛋白，是 80% 牛奶过敏者的 “元凶”—— 它耐酸耐消化，就算喝下去也容易引发皮疹、呼吸困难甚至危及生命，对免疫力弱的宝宝更危险。而且有些商家会在羊奶、植物奶里掺牛奶（增加蛋白含量造假），悄悄引入这种过敏原，所以需要一种能快速查出它的方法。另外，β-Lg 主要有 A、B 两种类型，都得能测到才管用。

一、研究背景

过敏风险与检测需求

β- 乳球蛋白（β-Lg）是牛奶主要过敏原，80% 以上牛奶过敏者对其致敏，且耐酸、耐蛋白酶水解，过敏活性稳定；牛奶掺假（如羊奶中掺牛奶）会引发未声明过敏原暴露风险，亟需快速灵敏的检测方法。

β-Lg 变体特性

已发现 9 种 β-Lg 遗传变体，其中 A（β-Lg A）和 B（β-Lg B）最常见，二者在 64 位（Asp→Gly）和 118 位（Val→Ala）存在氨基酸差异。

现有方法局限

色谱 / 质谱法操作复杂、成本高；PCR 易因序列同源性产生假阳性；传统抗体批间一致性差，重组抗体（rAbs）可解决该问题。

二、材料与方法

三、核心结果

（1）重组抗体（rAbs）性能

特异性

在 500 ng/mL 浓度下，对 α- 乳清蛋白（α-La）、牛血清白蛋白（BSA）、乳铁蛋白（LF）的交叉反应可忽略，仅特异性识别 β-Lg A/B。

热力学特性

ITC 结果显示，抗体与 β-Lg 结合为放热反应（ΔH<0），以焓驱动为主，11F10 与 β-Lg B 的结合亲和力最高（Ka=2.15×10⁸ L/mol）。

（2）CGIC 试纸条检测性能

检测限

3）分子识别机制

四、研究结论

五、本研究开发的 CGIC 试纸条可应用于哪些实际场景？

关键氨基酸残基

分子对接结果显示，抗体互补决定区（CDRs）的关键残基主导与 β-Lg 的结合，11F10 为 Asp57、Tyr32、Arg49，4G1 为 Tyr101、Tyr106、Tyr49。

结合作用力

主要包括氢键（稳定结合核心）、盐桥（增强静电相互作用）和 Pi-Pi 相互作用（疏水作用），其中 11F10 与 β-Lg B 形成的复合物自由能最低（ΔG=-4.9 kcal/mol），结构最稳定。

MD 模拟验证

100 ns 分子动力学模拟显示，所有抗体 - 抗原复合物均能维持稳定构象，RMSD 值在 0.110~0.503 Å 之间，11F10-β-Lg B 复合物的半径 gyration（Rg）最小，结构更紧凑。

准确性与一致性

向样品中添加不同浓度 β-Lg A/B，回收率 86.00%-105.00%，变异系数（CV）1.33%-5.62%，与 HPLC 检测结果无显著差异。

稳定性与适用性

试纸条在 25℃密封干燥条件下储存 180 天，检测性能无显著下降；可成功检测生奶、奶粉、奶酪中的 β-Lg，稀释倍数分别达 1:1000、1:4000、1:2000。

阳性样品的检测结果。（a）生牛乳，（b）奶粉，（c）奶酪。

成功制备了特异性识别 β-Lg A/B 的重组抗体 11F10 和 4G1，具备高亲和力、高特异性和良好的批间一致性。

基于重组抗体开发的 CGIC 试纸条，实现了乳制品中 β-Lg A/B 的快速检测，检测限、准确性和稳定性均满足实际应用需求，操作简便、无需复杂仪器。

分子对接与 MD 模拟阐明了抗体与 β-Lg A/B 的识别机制，明确了关键氨基酸残基和结合作用力，为后续抗体工程优化提供了理论基础。

该方法可用于牛奶掺假筛查、过敏原标签验证和乳制品质量控制，对保障消费者安全具有重要意义。

实际应用场景：① 乳制品质量控制，如检测生奶、奶粉、奶酪中的 β-Lg A/B 含量；② 牛奶掺假筛查，如识别羊奶、植物奶中非法添加的牛奶成分（β-Lg 为牛奶特征过敏原）；③ 过敏原标签验证，确认乳制品是否符合过敏原标注要求，保障过敏人群安全；④ 婴幼儿配方食品检测，如氨基酸配方、水解奶粉中 β-Lg 残留量检测。

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