Đóng

BÀI VIẾT KỸ THUẬT

BÀI VIẾT KỸ THUẬT

Kỹ thuật ELISA và ứng dụng trong kiểm nghiệm thực phẩm, chẩn đoán thú y

1. Giới thiệu chung

   Kỹ thuật ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) là một phương pháp phân tích miễn dịch sử dụng kháng thể và enzyme để phát hiện và định lượng các chất đặc hiệu như protein, peptide, kháng nguyên hoặc kháng thể trong mẫu thử. Với độ nhạy cao, khả năng phân tích đồng thời nhiều mẫu và chi phí hợp lý, ELISA cũng được coi là tiêu chuẩn vàng trong kiểm nghiệm an toàn thực phẩm và chẩn đoán thú y, đặc biệt tại Việt Nam, nơi các phòng thí nghiệm và trang trại cần giải pháp nhanh, chính xác.

Cơ chế của ELISA dựa trên phản ứng đặc hiệu giữa kháng nguyên và kháng thể, kết hợp với enzyme xúc tác tạo tín hiệu màu, được đo bằng mật độ quang học (OD) tại bước sóng phù hợp (thường 450 nm). Phương pháp này phù hợp cho các phòng thí nghiệm đạt chuẩn ISO/IEC 17025 và hỗ trợ quy trình HACCP trong sản xuất thực phẩm [1].

2. Nguyên lý cơ bản của ELISA

Quy trình ELISA bao gồm các bước cơ bản:

The principle and method of ELISA | MBL Life Science -JAPAN-

  1. Gắn bắt: Kháng nguyên hoặc kháng thể được gắn lên bề mặt giếng microplate (tấm nhựa 96 hoặc 384 giếng).

  2. Rửa: Loại bỏ các thành phần không gắn đặc hiệu bằng dung dịch rửa (thường là PBS hoặc TBS).

  3. Thêm cơ chất: Cơ chất (ví dụ: TMB cho HRP) được thêm vào, enzyme xúc tác tạo sản phẩm màu.

  4. Đo OD: Sử dụng máy đọc ELISA để đo mật độ quang học, từ đó xác định sự hiện diện và nồng độ chất cần phân tích.

Các dạng ELISA phổ biến:

  • Direct ELISA: Kháng thể gắn enzyme phát hiện trực tiếp kháng nguyên, phù hợp cho mẫu đơn giản nhưng độ nhạy thấp [2].

  • Indirect ELISA: Sử dụng kháng thể thứ cấp gắn enzyme để phát hiện kháng thể trong mẫu, tăng độ nhạy.

  • Sandwich ELISA: Hai kháng thể kẹp kháng nguyên, cho độ nhạy cao, thường dùng trong kiểm nghiệm thực phẩm [3].

  • Competitive ELISA: Dựa trên cạnh tranh giữa kháng nguyên mẫu và kháng nguyên chuẩn, phù hợp để phát hiện các phân tử nhỏ như độc tố.

3. Ứng dụng trong kiểm nghiệm thực phẩm

ELISA được sử dụng rộng rãi trong an toàn thực phẩm để phát hiện nhanh và định lượng các chất gây hại:

Phát hiện độc tố vi sinh vật:

  • Độc tố nấm mốc: Aflatoxin B1, Aflatoxin M1, Ochratoxin A, Zearalenone, Deoxynivalenol (DON), Fumonisin. Ví dụ, bộ kit ELISA Aflatoxin B1 có độ nhạy 0.1–1 ppb, phù hợp cho ngũ cốc và thức ăn chăn nuôi [4].

  • Độc tố vi khuẩn: Enterotoxin của Staphylococcus aureus, độc tố Clostridium botulinum.

Phát hiện dị nguyên thực phẩm:

  • Phát hiện gluten, sữa, đậu nành, đậu phộng, trứng để hỗ trợ ghi nhãn thực phẩm, bảo vệ người tiêu dùng dị ứng [5]. Ví dụ, một nghiên cứu tại Việt Nam đã sử dụng ELISA để xác định gluten trong sản phẩm bánh mì, đảm bảo an toàn cho người bệnh celiac.

Phát hiện dư lượng thuốc thú y và hóa chất:

  • Các chất như Chloramphenicol, β-lactam, Sulfonamide, Streptomycin được phát hiện với độ nhạy cao, thời gian phân tích khoảng 60 phút.

Kiểm tra GMO:

  • ELISA phát hiện protein đặc hiệu (như Cry1Ab trong ngô Bt) để kiểm soát cây trồng biến đổi gen.

Giám sát sản xuất:

  • ELISA hỗ trợ kiểm soát chất lượng tại các nhà máy chế biến sữa, thịt, thủy sản, đáp ứng tiêu chuẩn HACCP và ISO 22000

So sánh với các phương pháp khác: So với PCR, ELISA có chi phí thấp hơn (khoảng 150,000 – 200,000/mẫu so với 350,000 – >700,000 mẫu PCR)(***). nhưng thời gian phân tích lâu hơn (2–4 giờ so với 1–2 giờ của PCR). Tuy nhiên, ELISA dễ sử dụng hơn và không yêu cầu thiết bị phức tạp như PCR [6].

*** Số liệu giá thành có tính chất tham khảo, vui lòng cân nhắc khi sử dụng cho thực tế hoặc liên hệ trực tiếp chúng tôi để có được số liệu chính xác nhất

4. Ứng dụng trong chẩn đoán và giám sát thú y

ELISA là công cụ quan trọng trong dịch tễ học và quản lý sức khỏe động vật:

Chẩn đoán huyết thanh học:

  • Phát hiện kháng thể: PRRSV, ASFV, CSFV, FMDV, NDV, IBDV.

  • Phát hiện kháng nguyên: Avian Influenza Virus, Pasteurella multocida.

Đánh giá hiệu quả vaccine:

  • Đo hiệu giá kháng thể (mức độ kháng thể trong máu) để điều chỉnh lịch tiêm chủng và giám sát miễn dịch quần thể.

Giám sát dịch bệnh:

  • Phát hiện sớm mầm bệnh trong các chương trình giám sát quốc gia, như bệnh lở mồm long móng (FMDV) tại Việt Nam.

Nghiên cứu vaccine:

  • Phân tích đáp ứng miễn dịch và động học kháng thể trong các thử nghiệm vaccine mới.

So sánh với PCR: ELISA có chi phí thấp hơn và dễ triển khai tại các phòng thí nghiệm nhỏ, nhưng PCR có độ nhạy cao hơn trong phát hiện DNA/RNA của mầm bệnh [6].

5. Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm:

  • Độ nhạy và đặc hiệu cao (thường >95% đối với các bộ kit chất lượng) [3].

  • Phân tích đồng thời 96–384 mẫu, tiết kiệm thời gian.

  • Quy trình tiêu chuẩn hóa, dễ sử dụng trong các phòng thí nghiệm đạt chuẩn ISO/IEC 17025.

Hạn chế:

  • Yêu cầu thiết bị cơ bản (máy đọc ELISA, tủ ủ, pipette chính xác) với chi phí ban đầu khoảng 200 triệu – gần 500 triệu.

  • Nguy cơ dương tính/âm tính giả do phản ứng chéo (cross-reactivity) nếu kháng thể không đặc hiệu [2].

  • Thời gian phân tích dài (2–4 giờ) so với các phương pháp nhanh như LFA (10–15 phút).

  • Độ lặp lại kết quả phụ thuộc vào chất lượng mẫu và kỹ năng kỹ thuật viên.

6. Xu hướng phát triển

Công nghệ ELISA đang được cải tiến để đáp ứng nhu cầu hiện đại:

  • ELISA nhanh: Rút ngắn thời gian phân tích xuống dưới 30 phút, phù hợp cho kiểm tra tại hiện trường.

  • ELISA tự động: Sử dụng robot pipetting và máy đọc tích hợp, tăng năng suất lên 500–1000 mẫu/ngày.

  • Multiplex ELISA: Phát hiện đồng thời nhiều chỉ tiêu (ví dụ: Aflatoxin và DON) trong một mẫu.

  • Cảm biến sinh học: Kết hợp ELISA với công nghệ cảm biến để phát hiện tại chỗ (Point-of-Care Testing), như thiết bị cầm tay kiểm tra độc tố thực phẩm [7].

Tại Việt Nam, các giải pháp tự động hóa và ELISA nhanh đang được áp dụng tại các phòng thí nghiệm lớn ở Hà Nội và TP.HCM, giúp giảm chi phí và thời gian so với các phương pháp truyền thống.

7. Kết luận

Kỹ thuật ELISA là một công phương pháp trụ cột trong kiểm nghiệm thực phẩm và chẩn đoán thú y nhờ độ tin cậy, chi phí hợp lý (khoảng 150,000-200,000/mẫu) và khả năng ứng dụng rộng rãi. So với các phương pháp như PCR hay HPLC, ELISA có ưu điểm về tính đơn giản và chi phí, nhưng cần cải thiện về tốc độ và độ nhạy trong một số trường hợp. Với sự phát triển của ELISA nhanh, tự động hóa và cảm biến sinh học, công nghệ này hứa hẹn sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn thực phẩm và kiểm soát dịch bệnh động vật, đặc biệt tại Việt Nam, nơi nhu cầu giám sát chất lượng ngày càng tăng.

Tài liệu tham khảo

  1. Engvall, E., & Perlmann, P. (1971). Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Quantitative assay of immunoglobulin G. Immunochemistry, 8(9), 871–874.

  2. Crowther, J. R. (2009). The ELISA Guidebook. Humana Press.

  3. Lequin, R. M. (2005). Enzyme immunoassay (EIA)/enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Clinical Chemistry, 51(12), 2415–2418.

  4. Wacoo, A. P., et al. (2014). Methods for detection of aflatoxins in agricultural food crops. Journal of Applied Sciences Research, 10(5), 233–240.

  5. Taylor, S. L., & Baumert, J. L. (2015). Food allergen detection methods: A review. Food Analytical Methods, 8(2), 257–272.

  6. Saiki, R. K., et al. (1988). Primer-directed enzymatic amplification of DNA with a thermostable DNA polymerase. Science, 239(4839), 487–491.

  7. Wang, S., & Wang, S. (2019). Biosensors for food safety and quality analysis. Biosensors and Bioelectronics, 141, 111–117.

✅ Giải pháp tại Cao Gia Biotech

Cao Gia cung cấp trọn bộ:

1. Bộ kit ELISA chuyên dụng: Kháng thể thú y, độc tố vi khuẩn, tồn dư chất cấm/ kháng sinh, độc tố nấm mốc, độc tố tảo…

2. Thiết bị và phụ kiện ELISA: Máy đọc ELISA (microplate reader) – Máy rửa plate tự động (microplate washer) -Phụ kiện tiêu hao

3. Giải pháp phân tích – xử lý dữ liệu: Phần mềm tính toán kết quả từ dữ liệu OD, dựng đường chuẩn, nội suy mẫu chưa biết. Hỗ trợ tùy chỉnh mô hình đường chuẩn (linear, 4PL, 5PL) phù hợp từng loại xét nghiệm.

4. Dịch vụ kỹ thuật và tư vấn: hỗ trợ lựa chọn kit ELISA phù hợp với loại mẫu và yêu cầu độ nhạy/độ đặc hiệu, hỗ trợ kỹ thuật viên thực hành ELISA từ cơ bản đến nâng cao, hỗ trợ thiết kế quy trình kiểm nghiệm cho phòng lab mới thành lập.

👉 Liên hệ đội kỹ thuật Cao Gia Biotech để có được đối tác đồng hành đáng tin cậy!

Tại Cao Gia Biotech, chúng tôi không chỉ cung cấp thiết bị – mà còn đồng hành trong từng bước từ lựa chọn, đào tạo, đến tối ưu quy trình để đảm bảo bạn khai thác tối đa hiệu quả đầu tư.

CÔNG NGHỆ SINH HỌC CAO GIA           
Trách nhiệm – Khoa học – Khát vọng               

© 2022 Copyright by Công ty TNHH Công nghệ Sinh học Cao Gia. All rights reserved