CN102086242B - 一种表面带有酰胺基团的胶乳微球及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有酰胺基团的胶乳微球，其由下列重量百分含量的原料配置而成：脂肪族共轭二烯：1.2%～11.1%、芳香烯基化合物：16.7%～65.3%、烯基不饱和酰胺：19%～65%、表面活性剂：0.04～10.8%、引发剂：0～19.4%、稳定剂：4.3～29.1%。本发明还公开了带有酰胺基团的胶乳微球的制备方法。使用波长为200～800nm的入射光照射本发明的胶乳微球，可以在与入射光夹角15度到60度位置得到较好的散射光。当标记上抗体的胶乳颗粒与抗原混合的时候，由于抗原抗体的交联反应而形成较大的免疫复合物，造成不同方向散射光强度的变化。通过散射光光强变化幅度可以得到目标物质的检出，体现了更好的特异性和准确性并且安全无毒。

Description

一种表面带有酰胺基团的胶乳微球及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于标记免疫实验中的抗原或抗体的检测试剂及其制备方法。

背景技术

胶乳微球是一种可以用于标记免疫实验中的抗原或抗体的检测试剂，以检出目标样本中的待反应物。现在市场上的胶乳检测试剂多采用无功能基的胶乳微球和带有羧基功能团的胶乳微球。无功能基的胶乳微球表面含有丰富的疏水位点，将非特异性地吸附各种蛋白，并且随着体系环境的变化，会发生解离以及变构，导致试剂性质的不稳定。带有羧基功能团的胶乳微球，与抗体结合时连接蛋白质的氨基位点，该位点属于抗体的特异性亲和位点，发生联结后将造成抗原抗体结合位阻，从而导致抗体效价下降。在抗原抗体检测过程中，使用羧基胶乳微球交联的试剂存在部分不确定因素造成检测结果呈假阳性，影响了检测结果的准确性。另外，在胶乳制备过程中，使用的体系一般含有丙酮或者甲醇等有机物，同时使用的部分引发剂含有剧毒的氰化合物，对人体和环境均会造成危害。

因而，如何制备出一种使用准确、安全的体外免疫检测的检测试剂，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有体外免疫检测的试剂检测使用不准确、不安全的技术问题，提供一种表面带有酰胺基团的胶乳微球及其制备方法。

本发明提出的带有酰胺基团的胶乳微球，其由下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯： 1.2%～11.1%、

芳香烯基化合物： 16.7%～65.3%、

烯基不饱和酰胺： 19%～65%、

表面活性剂：     0.04～10.8%、

引发剂：          0～19.4%、

稳定剂：          4.3～29.1%。

本发明提出的带有酰胺基团的胶乳微球的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在反应容器中加入纯净水，并加热到78～83℃；

步骤2：按胶乳微球的组份配比先将脂肪族共轭二烯、芳香烯基化合物、烯基不饱和酰胺、表面活性剂和稳定剂加入于反应容器中，加热搅拌18～25分钟后，通入氮气并继续加热搅拌28～35分钟；

步骤3：按胶乳微球的组份配比，再加入引发剂，在60～90℃反应11～13小时，形成乳白色的胶乳；

步骤4：将获得的胶乳搅拌冷却至室温，并在纯净水中透析三次，每次透析时间大于或等于3小时，制得粒径在60～300nm的胶乳微球。

本发明提供的带有酰胺基团的胶乳微球，其结合的是蛋白质的羧基位点，该位点位于抗体的恒定区，这个区域对蛋白质的反应原性没有影响，可以保证抗体的正常效价。当用于标记免疫实验中的抗原或者抗体，以检出目标样本中的待反应物时，可以使反应体系在200～800nm波长下发生信号变化，体现了更好的特异性和准确性。本发明胶乳微球在纯水中是由氧化性热引发剂引发单体聚合，形成粒径均一的纳米级微球。实验过程安全无毒，制备出来的检测试剂不需要特殊处理，不会对环境造成影响。所以本发明对免疫诊断技术的市场应用，具有很好的促进作用。

具体实施方式

本发明提供的带有酰胺基团的胶乳微球，其由下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯： 1.2%～11.1%、

芳香烯基化合物： 16.7%～65.3%、

烯基不饱和酰胺： 19%～65%、

表面活性剂：     0.04～10.8%、

引发剂：          0～19.4%、

稳定剂：          4.3～29.1%。

其中的脂肪族共轭二烯、芳香烯基化合物和烯基不饱和酰胺组成本发明的反应单体。

脂肪族共轭二烯包括：丁二烯，异戊二烯，氯丁二烯以及它们的混合物；

芳香烯基化合物包括：苯乙烯，苯丙烯，苯基丁烯，以及苯环上或者烃基上含有其它取代基团的芳香烯基化合物，包括甲基苯乙烯，溴苯丙烯，α-苯丁烯-γ-酮，以及上述化合物的混合物；

烯基不饱和酰胺包括：丙烯酰胺，丁烯酰胺。以及单键上含有其它取代基团包括甲基丙烯酰胺，N-叔丁基丁烯酰胺以及混合物。

本发明采用表面活性剂可以是阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂或者它们的混合物。单独乳化剂或者混合乳化剂的表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB值）大于8.0才可以获得正常型态的胶乳微球。表面活性剂用量越多，形成的胶乳微球粒径越小。

本发明中采用的引发剂可以是过硫酸铵，过硫酸钾，过碘酸钠或者它们的混合物。使用浓度0.2%。它们都是热引发催化单体结合。引发剂可以分时间段加入，也可以一次性加入。引发温度大约为60℃-90℃。温度太低将无法正常聚合，温度太高将使单体凝集成块。

本发明中采用的高分子稳定剂包括聚乙二醇20000，聚乙二醇6000，聚乙烯吡咯烷酮。高分子稳定剂能够使胶乳在水中形成均匀的分布，使得微球大小均一，并且不发生凝集。使用1%-3%的高分子聚合物就可以达到目的，浓度继续加大，则将造成胶乳体系电解质紊乱，反而形成凝集。

下面通过具体实施例来进一步说明本发明：

实施例1

本实施例下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯：  1.2%、

芳香烯基化合物：  65.3%、

烯基不饱和酰胺：  19%、

表面活性剂：      0.04、

稳定剂：          14.46%。

实施例2

本实施例下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯：  11.1%、

芳香烯基化合物：  16.7%、

烯基不饱和酰胺：   65%、

表面活性剂：       0.04%、

引发剂：           2.86%、

稳定剂：           4.3%。

实施例3

本实施例下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯：  6.15%、

芳香烯基化合物：  20.93%、

烯基不饱和酰胺：   19%、

表面活性剂：       5.42%、

引发剂：           19.4%、

稳定剂：           29.1%。

实施例4

本实施例下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯：   1.2%、

芳香烯基化合物：   41%、

烯基不饱和酰胺：   20.6%、

表面活性剂：       10.8%、

引发剂：           9.7%、

稳定剂：           16.7%。

实施例5

本实施例下列重量百分含量的原料配置而成：

脂肪族共轭二烯：   3%、

芳香烯基化合物：   22%、

烯基不饱和酰胺：   42%、

表面活性剂：       7%、

引发剂：           6%、

稳定剂：           20%。

本发明提出的带有酰胺基团的胶乳微球的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在带有搅拌装置的反应容器中加入纯净水，并将水加热到80℃。根据需要加热温度可以为78～83℃。

步骤2：按胶乳微球的组份配比先将脂肪族共轭二烯、芳香烯基化合物、烯基不饱和酰胺、表面活性剂和稳定剂加入反应容器中，加热搅拌20分钟后，通入氮气并继续加热搅拌30分钟。根据需要加热搅拌时间可以为18～25分钟、通入氮气后继续加热搅拌时间可以为28～35分钟。

步骤3：按胶乳微球的组份配比，再加入引发剂，在80℃下反应12小时，形成乳白色的胶乳。引发剂可以分时间段加入，也可以一次性加入。引发温度大约为60℃-90℃。温度太低将无法正常聚合，温度太高将使单体凝集成块。

步骤4：将获得的胶乳搅拌冷却至室温，并在纯净水中透析三次，每次透析时间大于或等于3小时，制得粒径在60~300nm的胶乳微球。

将本发明的带有酰胺基团的酰胺胶乳和现有的无功能基团胶乳、羧基胶乳，分别加入鸡抗禽流感抗体，制成三种胶乳结合物。

取出已知的20份禽流感抗原标本，其中：10例为阴性标本（S1～S10），其光强变化幅度不超过2%；10例为阳性标本（S11～S20），其光强变化幅度超过2%。

从每种胶乳结合物中，各取出20份—即酰胺胶乳结合物20份、无功能基团胶乳结合物20份、羧基胶乳结合物20份。每份胶乳结合物中加入胶乳增强反应液，再在每种乳胶结合物的一份中加入一种抗原标本（S1～S20），从而制得三种胶乳结合物的各20份带有抗原标本的样本。

将带有抗原标本的样本放入检测设备中照射，分别记录三种胶乳结合物每份样本的一分钟的光强度变化幅度,记录数据见下表：

阴性标本	S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9	S10
											酰胺胶乳	0.5%	0.3%	0.2%	0.3%	0.5%	0.3%	0.8%	0.2%	0.2%	0.7%
无功能基胶乳	0.6%	1.8%	5.6%	1.4%	14.3%	2.5%	1.2%	0.8%	3.2%	0.9%
											羧基胶乳	0.5%	0.6%	0.5%	0.4%	0.2%	0.6%	0.7%	0.6%	0.4%	0.5%
阳性标本	S11	S12	S13	S14	S15	S16	S17	S18	S19	S20
											酰胺胶乳	56.1%	38.5%	110%	29.6%	78.6%	88.9%	29.0%	107%	97.3%	41.6%
无功能基胶乳	47.5%	47.3%	98.6%	35.2%	81.4%	92.4%	32.4%	87.3%	103%	51.7%
											羧基胶乳	28.7%	8.2%	54.5%	3.7%	21.8%	41.6%	2.5%	57.9%	41.2%	15.6%

请阅表中数据，先对比加入阴性标本（S1～S10）的三种样板：酰胺胶乳结合物样本和羧基胶乳结合物样本的光强变化幅度不超过2%，呈阴性，与阴性标本相符；但是，对于无功能基胶乳结合物样本，有些光强变化幅度超过2%，与阴性标本不相符，这是由于其非特异性结合而产生了假阳性现象。

再对比加入阳性标本（S11～S20）的三种样板：酰胺胶乳结合物样本和无功能基胶乳结合物样本的光强变化幅度大大超过2%，呈阴性，与阳性标本相符；但是，对于羧基胶乳结合物样本，有些光强变化幅度很接近2%， 这是由于位阻效应而导致抗体效价下降，从而导致检测高浓度的阳性样本出现漏检。而酰胺胶乳则不会出现这些情况，保证了检测结果的准确性。

本发明制备的胶乳颗粒粒径在60～300nm，使用波长为200～800nm的入射光，可以在与入射光夹角15度到60度位置得到较好的散射光。当标记上抗体的胶乳颗粒与抗原混合的时候，由于抗原抗体的交联反应而形成较大的免疫复合物，造成不同方向散射光强度的变化。通过散射光光强变化幅度可以得到目标物质的检出，体现了更好的特异性和准确性并且安全无毒。

Claims (9)

1.一种带有酰胺基团的胶乳微球，其特征在于，由下列重量百分含量的原料制备而成：

脂肪族共轭二烯：1.2%～11.1%、芳香烯基化合物：16.7%～65.3%、烯基不饱和酰胺：19%～65%、表面活性剂：0.04～10.8%、引发剂：2.86%～19.4%、高分子稳定剂：1%～3%；

所述表面活性剂的亲水亲油平衡值大于8.0；所述引发剂的引发温度为60℃～90℃；

所述胶乳微球通过下列步骤制备：

步骤1：在反应容器中加入纯净水，并加热到78～83℃；

步骤2：按胶乳微球的组份配比，先将脂肪族共轭二烯、芳香烯基化合物、烯基不饱和酰胺、表面活性剂和高分子稳定剂加入于反应容器中，加热搅拌18～25分钟后，通入氮气并继续加热搅拌28～35分钟；

步骤3：按胶乳微球的组份配比，再加入引发剂，在60～90℃反应11～13小时，形成乳白色的胶乳；

步骤4：将获得的胶乳搅拌冷却至室温，并在纯净水中透析三次，每次透析时间大于或等于3小时，制得粒径在60～300nm的胶乳微球。

2.如权利要求1所述的胶乳微球，其特征在于，所述的脂肪族共轭二烯为丁二烯、异戊二烯或氯丁二烯的一种。

3.如权利要求2所述的胶乳微球，其特征在于，所述的芳香烯基化合物为苯乙烯、苯丙烯、苯基丁烯、甲基苯乙烯、溴苯丙烯或α-苯丁烯-γ-酮的一种。

4.如权利要求3所述的胶乳微球，其特征在于，所述的烯基不饱和酰胺为丙烯酰胺、丁烯酰胺、甲基丙烯酰胺或N-叔丁基丁烯酰胺的一种。

5.如权利要求4所述的胶乳微球，其特征在于，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂的一种。

6.如权利要求5所述的胶乳微球，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过碘酸钠的一种；引发剂的使用浓度为0.2%。

7.如权利要求6所述的胶乳微球，其特征在于，所述的高分子稳定剂为聚乙二醇20000、聚乙二醇6000或聚乙烯吡咯烷酮的一种。

8.如权利要求7所述的胶乳微球，其特征在于，所述胶乳微球的粒径为60～300nm。

9.一种如权利要求1所述的胶乳微球的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在反应容器中加入纯净水，并加热到78～83℃；

步骤2：按胶乳微球的组份配比，先将脂肪族共轭二烯、芳香烯基化合物、烯基不饱和酰胺、表面活性剂和高分子稳定剂加入于反应容器中，加热搅拌18～25分钟后，通入氮气并继续加热搅拌28～35分钟；

步骤3：按胶乳微球的组份配比，再加入引发剂，在60～90℃反应11～13小时，形成乳白色的胶乳；

步骤4：将获得的胶乳搅拌冷却至室温，并在纯净水中透析三次，每次透析时间大于或等于3小时，制得粒径在60～300nm的胶乳微球。