CN101982773B - 庆大霉素液相芯片探针的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及免疫化学技术领域的一种庆大霉素液相芯片探针的制备方法,其通过采用碳化二亚胺法,以甘氨酸、3-氨基丙酸或4-氨基丁酸修饰羧基化聚苯乙烯荧光微球表面,再通过碳化二亚胺法将庆大霉素分子标记到荧光微球表面的方式,制成庆大霉素液相芯片探针。该庆大霉素液相芯片探针的制备方法简便操作,稳定性好,且产物具有优良的庆大霉素靶向性,可为庆大霉素的液相芯片测试技术开发提供了更为方便的途径。
Description
技术领域
本发明涉及免疫化学技术领域的一种庆大霉素检测试剂的制备方法,尤其涉及一种庆大霉素液相芯片探针的制备方法。
背景技术
庆大霉素(Gentamicin)属氨基糖苷类抗生素药物,对革兰氏阴性菌如大肠杆菌、沙门氏菌、肺炎球菌、变形杆菌属、肠杆菌属、巴斯德氏菌、志贺菌属等具有高度的抗菌活性,在人类及家畜临床中应用广泛。庆大霉素的毒副作用为具有一定的肾毒性和肝毒性。动物治疗中,由于不规范用药等原因,导致在动物组织及食品中残留庆大霉素,从而会带来一定的食品安全风险。因此,许多国家都对庆大霉素在动物组织或动物源食品中规定了最大残留限量。
对于动物食品中庆大霉素的残留,国内外多以色谱-质谱联用法、酶联免疫法为主,色谱-质谱联用法检测灵敏度高,但是对实验室仪器和人员要求高,检测方法复杂,检测通量较低,成本较高,实际中难以满足大量样本的检测需求。酶联免疫法检测成本较低,但是一般检测药物种类单一,检测线性范围窄。
液相芯片技术是美国Luminex公司开发的一种多功能的分析平台。它将流式检测与芯片技术有机地结合在一起,在保持高通量检测的同时,将反应体系由液相-固相反应改变为液相反应体系,对于确保高级结构之上的蛋白质相互作用尤为关键。液相芯片技术的载体是聚苯乙烯所制作的微珠,包覆不同比例的红光及红外光发色剂,可产生100种不同比例颜色的微珠,每一种用于标记探针的微珠都带有一个独特的色彩编号。每一种微球采用不同探针标记,并将标记探针的微珠与待测物在液相中反应,反应产物通过液相芯片的检测通道,每次仅允许一个微球通过检测通信道,通过两种激光检激发测,红色激光可定位微球的编码地址,绿色激光则激发待测样本的报告分子(R-澡红蛋白)实现样本目标物的定量分析。液相芯片的检测模式可以实现检测目标物的多样性,对样品利用率高,检测速度快,可根据实际检测对象的需要对不同种类的探针进行组合,灵活性大。
近年来,在液相芯片系统中实现了对小分子药物的检测。小分子药物液相芯片探针的制备工艺常见的方法为:首先制备小分子半抗原与载体蛋白的偶联物,然后将这种偶联物与羧基化的荧光微球反应,从而得到该小分子的液相芯片探针。这种工艺采用载体蛋白为连接臂,由于载体蛋白与小分子偶联反应以及偶联物与微球的反应重复性较差,限制了其实际中的应用推广。
发明内容
本发明的目的在于提出一种庆大霉素液相芯片探针的制备方法,其采用在液相芯片用的荧光微球表面标记庆大霉素分子的方式,构建出一种可特异性识别庆大霉素抗体的新型免疫分析固相界面,其可进一步开发应用于庆大霉素的液相芯片模式检测,从而克服了现有技术的不足。
为实现上述发明目的,本发明采用了如下技术方案:
一种庆大霉素液相芯片探针的制备方法,其特征在于,该方法为:
(1)取羧基化聚苯乙烯荧光微球均匀分散于pH值为6.0~7.0,含0.05M~0.2M的磷酸盐缓冲溶液中,经超声处理后,再加入过量新鲜配置的50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐和50mg/ml水溶性碳二亚胺水溶液,均匀混合后,室温下暗处震荡孵育15~30min,而后离心移去上清,加入过量0.01%~0.1%的甘氨酸、3-氨基丙酸或4-氨基丁酸溶液,均匀混合后,室温下暗处孵育15~30min后,离心移去上清,以pH值为7.2~8.0、浓度为0.05M~0.2M的磷酸盐缓冲溶液洗涤沉淀物,制得初次活化后的荧光微球;
(2)将上述初次活化后的荧光微球加入过量新鲜配制的含50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐和50mg/ml水溶性碳二亚胺的水溶液中,均匀混合后,室温下暗处震荡孵育15~30min,完成对荧光微球的再次活化,其后加入过量的含0.01~1μg/mL庆大霉素的磷酸盐缓冲溶液,室温下暗处震荡孵育1~2h,离心移去上清,以pH值为7.2~8.0、浓度为0.05M~0.2M的磷酸盐缓冲溶液洗涤沉淀物,制得目标产物庆大霉素液相芯片探针。
进一步地讲:步骤(1)中,所述羧基化聚苯乙烯荧光微球是经水洗处理后,再被分散于pH值为6.0~7.0、浓度为0.05M~0.2M的磷酸盐缓冲溶液中的。
步骤(1)中,所述超声处理的时间为1~5min,超声频率为20KHz。
所述庆大霉素液相芯片探针是被悬浮于贮存液中保藏的,所述贮存液为pH值为7.2~8.0,浓度为0.05M~0.2M的磷酸缓冲盐溶液(PBS),其含0.1~1.0wt%牛血清白蛋白、0.01~0.05wt%吐温-20和0.1wt%叠氮钠。
所述磷酸缓冲盐溶液为含0.8%wtNaCl的磷酸盐缓冲液。
该方法具体为:
(1)取羧基化聚苯乙烯荧光微球经过水洗,离心并去除上清液后,加入pH值为6.0~7.0、浓度为0.05M~0.2M磷酸盐缓冲溶液中,令该磷酸盐缓冲溶液中所含荧光微球的浓度为5×103~2.5×104个/μL,漩涡混合1min,然后超声1~5min,而后加入过量新鲜配置的50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐水溶液和50mg/ml水溶性碳二亚胺水溶液,漩涡混合10s后,形成混合反应溶液,而后将该混合反应溶液于室温下暗处震荡孵育20min,孵育完成后,离心移去上清,将沉淀分散于浓度为0.01wt%~0.1wt%的甘氨酸、3-氨基丙酸或4-氨基丁酸溶液中,并于室温下暗处再次孵育15~30min,而后离心移去上清,沉淀以pH值为7.2~8.0、浓度为0.05M~0.2M的磷酸盐缓冲溶液洗涤两次,制得初次活化后的荧光微球;
(2)将上述初次活化后的荧光微球加入过量新鲜配制的含50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐和50mg/ml水溶性碳二亚胺的水溶液中,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育20min,完成对荧光微球的再次活化,其后加入过量的含0.01~1μg/mL庆大霉素的磷酸盐缓冲溶液,室温下暗处震荡孵育1~2h,离心移去上清,以pH值为7.2~8.0、浓度为0.05M~0.2M的磷酸盐缓冲溶液洗涤沉淀物两次,制得目标产物庆大霉素液相芯片探针,该该目标产物悬浮于贮存液中保存,所述贮存液采用pH值为7.2~8.0,浓度为0.05M~0.2M的PBS溶液,其含0.1~1.0wt%牛血清白蛋白、0.01~0.05wt%吐温-20和0.05~0.2wt%叠氮钠。
本发明采用两步法在荧光微球表面标记庆大霉素,第一步采用水溶性碳化二亚胺法将微球表面的羧基与连接臂(对位、间位或邻位的氨基苯甲酸)的氨基偶联,第二步再同法将连接臂的羧基与庆大霉素分子的氨基偶联,每一步反应都是定向的,微球表面标记探针的量可以通过调节庆大霉素分子的浓度实现控制和重复。
与现有技术,如常见的载体蛋白作为连接臂的方法相比,本发明的有益效果在于:该庆大霉素液相芯片探针的制备方法简便操作,可控性强,重复性好,稳定性好,产率高,纯度高,且产物具有优良的庆大霉素靶向性,可为庆大霉素的液相芯片测试技术开发提供了更为方便的途径。
具体实施方式
实施例1该庆大霉素液相芯片探针的制备方法原理如下式所示:
上图中,●为羧基化微球,Sulfo-NHS为氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐,EDC为水溶性碳二亚胺。
该方法包括如下具体步骤:
(1)荧光微球的表面修饰甘氨酸连接臂
取5×105个羧基化聚苯乙烯荧光微球,经过水洗,离心并去除上清液后,加入100μL活化液(0.1M磷酸盐缓冲溶液,pH 6.0),漩涡混合1min,然后超声1min,加入新鲜配置的50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐(sulfo-NHS)和水溶性碳二亚胺(EDC.HCl)水溶液各10μL,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育15min,将活化后的微球离心移去上清,加入0.01%的甘氨酸溶液0.5mL,室温下暗处孵育60min,离心移除上清,采用0.5ml磷酸盐缓冲溶液(0.1M,pH7.2)洗涤沉淀两次,制得表面修饰的荧光微球;
(2)荧光微球的表面标记庆大霉素分子
向上述修饰后的荧光微球中,加入50mg/mL的sulfo-NHS和EDC.HCl水溶液各10μL,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育20min,再次活化后,加入450μl庆大霉素(0.01μg/mL,溶于0.1M,pH7.2,PBS溶液),室温下暗处震荡孵育1h。离心移除上清,采用0.5ml磷酸盐缓冲溶液(0.1M,pH7.2)洗涤沉淀两次,形成目标庆大霉素液相芯片探针,该庆大霉素液相芯片探针悬浮于贮存液中保存,该贮存液为0.1M,pH7.2的PBS溶液,其含0.1wt%牛血清白蛋白,0.01wt%Tween,和0.2wt%叠氮钠)。
以上所采用的各种浓度的磷酸盐缓冲溶液可优选采用含含0.8%wtNaCl的磷酸盐缓冲溶液。
将所制备庆大霉素液相芯片探针稀释一系列浓度,在Luminex 100IS 2.2液相芯片系统的微球计数模式下测试浓度,然后将庆大霉素液相芯片探针稀释至约50个/μl。吸取200μl洗涤液(0.01M PBS,pH 7.2;含0.01%Tween-20),加入到96孔平底过滤板(密理博)中,抽滤系统(密理博公司)中真空抽干(或者微孔板离心机中130×g下离心20s),然后在2列微孔中,分别加入50μL的庆大霉素零标准溶液和10ng/mL的标准溶液,再加入10μl庆大霉素液相芯片探针(亦即标记半抗原的荧光微球),以及40μl的一系列稀释倍数生物素化庆大霉素抗体(4μg/mL,按不同行加入抗体稀释倍数分别为500、1000、2000、4000、8000和16000),置于微孔板振荡器中,37℃下避光孵育40min,真空抽干微孔中溶液,加入200μl洗涤液,振荡10s,抽干,再重复洗涤两次;其后加入100μl链亲和素藻红蛋白(10μg/mL),置于微孔板振荡器中,37℃下避光孵育15min,而后放置于液相芯片Luminex 100IS 2.2系统平台上,系统从每一孔中吸取偶联抗原的微球至少会读取100个。以所读取每种荧光微球的荧光中值对标准溶液浓度制作抑制反应曲线,结果显示10ng/mL庆大霉素标准溶液对该微球探针和抗体的结合反应抑制水平可高于70%(见图1),这表明该庆大霉素液相芯片探针对庆大霉素具有很高的灵敏度。
而以该庆大霉素液相芯片探针对庆大霉素结构类似物卡那霉素、链霉素的交叉反应测试显示其较差反应率小于0.5%,这进一步说明该庆大霉素探针具有很高的特异靶向性。
实施例2该庆大霉素液相芯片探针的制备方法原理如下式所示:
上图中,●为羧基化微球,Sulfo-NHS为氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐,EDC为水溶性碳二亚胺。
该方法具体如下:
(1)荧光微球的表面修饰3-氨基丙酸连接臂
取106个羧基化聚苯乙烯荧光微球,经过水洗,离心并去除上清液后,加入100μL活化液(0.05M磷酸盐缓冲溶液,pH 6.5),漩涡混合1min,然后超声3min。加入新鲜配置的50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐(sulfo-NHS)和水溶性碳二亚胺(EDC.HCl)水溶液各10μL,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育30min,将活化后的微球离心移去上清,加入0.05%的3-氨基丙酸溶液0.5mL,室温下暗处孵育60min,离心移除上清,采用0.5ml磷酸盐缓冲溶液(0.05M,pH7.6)洗涤两次,制得表面修饰的荧光微球;
(2)荧光微球的表面标记庆大霉素分子
向上述修饰后的荧光微球中加入50mg/mL的sulfo-NHS和EDC.HCl水溶液各10μL,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育20min。再次活化后,加入450μl庆大霉素(0.1μg/mL,溶于0.05M,pH7.6的磷酸盐缓冲溶液),室温下暗处震荡孵育1.5h。离心移除上清,采用0.5ml磷酸盐缓冲溶液(0.05M,pH7.6)洗涤沉淀两次,形成目标庆大霉素液相芯片探针,该庆大霉素液相芯片探针悬浮于贮存液中保存,该贮存液为0.05M,pH7.5的PBS溶液,其含0.5wt%牛血清白蛋白,0.02wt%Tween,和0.2wt%叠氮钠)。
与实施例1相同,以上所采用的各种浓度的磷酸盐缓冲溶液可优选采用含含0.8%wtNaCl的磷酸盐缓冲溶液。
该庆大霉素液相芯片探针在应用(其操作与实施例1相似)时,可检测到浓度在0.03ng/mL的庆大霉素分子(如图2所示),灵敏度高,靶向性优良。
实施例3该庆大霉素液相芯片探针的制备方法的原理如下式所示:
上图中,●为羧基化微球,Sulfo-NHS为氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐,EDC为水溶性碳二亚胺。
该方法包括如下步骤:
(1)荧光微球的表面修饰4-氨基丁酸连接臂
取2.5×106个羧基化聚苯乙烯荧光微球,经过水洗,离心并去除上清液后,加入100μL活化液(0.01M磷酸盐缓冲溶液,pH 7.0),漩涡混合1min,然后超声5min。加入新鲜配置的50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐(sulfo-NHS)和水溶性碳二亚胺(EDC.HCl)水溶液各10μL,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育60min。将活化后的微球离心移去上清,加入0.1%的4-氨基丁酸溶液0.5mL,室温下暗处孵育45min。采用0.5ml磷酸盐缓冲溶液(0.01M,pH8.0)洗涤两次。
(2)荧光微球的表面标记庆大霉素分子
向上述修饰后的荧光微球中,加入50mg/mL的sulfo-NHS和EDC.HCl水溶液各10μL,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育20min,再次活化后,加入450μl庆大霉素(1μg/mL,溶于0.01M,pH8.0磷酸盐缓冲溶液),室温下暗处震荡孵育2h。离心移除上清,采用0.5ml磷酸盐缓冲溶液(0.01M,pH8.0)洗涤沉淀两次,该庆大霉素液相芯片探针悬浮于贮存液中保存,该贮存液为0.01M,pH8.0的PBS溶液,其含1wt%牛血清白蛋白,0.05wt%Tween,和0.2wt%叠氮钠)。该庆大霉素液相芯片探针的应用效果与实施例1、2相近。附及,与实施例1、2相同,以上所采用的各种浓度的磷酸盐缓冲溶液可优选采用含含0.8%wtNaCl的磷酸盐缓冲溶液。
以上实施例仅用于说明本发明的内容,除此之外,本发明还有其他实施方式,但凡本领域技术人员因本发明所涉及之技术启示,而采用等同替换或等效变形方式形成的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种庆大霉素液相芯片探针的制备方法,其特征在于,该方法为:
(1)取羧基化聚苯乙烯荧光微球经过水洗,离心并去除上清液后,加入pH值为6.0~7.0、浓度为0.05M~0.2M NaH2PO4溶液中,令该磷酸缓冲盐溶液中所含荧光微球的浓度为5×103~2.5×104个/μL,漩涡混合1min,然后超声1~5min,而后加入过量新鲜配置的50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐水溶液和50mg/ml水溶性碳二亚胺水溶液,漩涡混合10s后,形成混合反应溶液,而后将该混合反应溶液于室温下暗处震荡孵育20min,孵育完成后,离心移去上清,将沉淀分散于浓度为0.01wt%~0.1wt%的甘氨酸、3-氨基丙酸或4-氨基丁酸溶液中,并于室温下暗处再次孵育15~30min,而后离心移去上清,沉淀以pH值为7.2~8.0、浓度为0.05M~0.2M的NaH2PO4溶液洗涤两次,制得初次活化后的荧光微球;
(2)将上述初次活化后的荧光微球加入过量新鲜配制的含50mg/ml氮羟基琥珀酰亚胺磺酸盐和50mg/ml水溶性碳二亚胺的水溶液中,漩涡混合10s后,室温下暗处震荡孵育20min,完成对荧光微球的再次活化,其后加入过量的含0.01~1μg/mL庆大霉素的磷酸缓冲盐溶液,室温下暗处震荡孵育1~2h,离心移去上清,以pH值为7.2~8.0、浓度为0.05M~0.2M的NaH2PO4溶液洗涤沉淀物两次,制得目标产物庆大霉素液相芯片探针,该该目标产物悬浮于贮存液中保存,所述贮存液采用pH值为7.2~8.0,浓度为0.05M~0.2M的磷酸缓冲盐溶液,其含0.1~1.0wt%牛血清白蛋白、0.01~0.05wt%吐温-20和0.05~0.2wt%叠氮钠。
2.根据权利要求1所述的庆大霉素液相芯片探针的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,所述超声的频率为20KHz。
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CN101982773A (zh) | 2011-03-02 |
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