CN103399148B - 基于纳米金信号放大的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医学检验技术领域,具体涉及基于纳米金信号放大的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒。本发明要解决的技术问题是为人呼吸道合胞病毒的检测提供一种新选择。本发明的技术方案是基于纳米金信号放大的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒,包括RSV参考品,RSV多克隆抗体,金纳米粒子酶标RSV抗体复合物;所述的RSV参考品为RSV病毒抗原,抗原浓度为60~80pg/mL;所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物为以金纳米粒子作为载体的辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体,抗体浓度为0.83~1.67μg/mL。本发明为RSV的检测提供一种新的选择。
Description
技术领域
本发明属于医学检验技术领域,具体涉及基于纳米金信号的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒。
背景技术
呼吸道合胞病毒(RSV)属于副粘病毒科肺炎病毒属,为单股负链RNA病毒。该病毒是引起冬春季婴幼儿下呼吸道感染最常见、最主要的病原体之一,约50%的婴儿肺炎和90%的婴儿支气管炎是因感染RSV所致;最新的研究发现免疫功能缺陷的成年人及老年人也是RSV的易感人群。该病毒的传染性强,目前尚无有效的疫苗预防,易引起疾病的暴发流行。因此,开发准确、高灵敏的RSV检测技术及试剂盒不仅对检测与控制RSV流行具有十分重要的意义,而且能为临床早期诊断提供可靠的依据,也是合理选择治疗方案的基础。
检测呼吸道合胞病毒感染,目前国内外多采用病毒分离培养法、免疫荧光法、酶联免疫法、分子生物学法等。病毒分离培养法特异性强,但费时,一般需要1-2周才能观察到病变,且成本较高。分子生物学法最大的特点就是快速、灵敏度高,但是对检测人员实验操作技能要求较严格,也不利于户外操作。而荧光免疫法虽然需时较短,简便,但是采样量大,结果判断有一定主观性。酶联免疫分析(ELISA)已广泛应用于生化分析以及重大疾病诊断。ELISA过程包括抗体吸附在固相载体上称为包被,加待测抗原,再加相应的酶标抗体,生成抗体-抗原-酶标抗体复合物,再与该酶的底物反应生成有色溶液,溶液的吸光度值与抗原的浓度成正比。RSV ELISA检测试剂盒是实验室科学研究的常用试剂,但是现有的试剂盒灵敏度较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为人呼吸道合胞病毒的检测提供一种新选择。
本发明的技术方案是基于纳米金信号放大的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒,包括RSV参考品,RSV多克隆抗体,金纳米粒子酶标RSV抗体复合物;所述的RSV参考品为RSV病毒抗原,抗原浓度为60~80pg/mL;所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物以金纳米粒子为载体的辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体,抗体浓度为0.83~1.67μg/mL。
优选的,所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物浓度为0.9μg/mL。
进一步的,所述的试剂盒还包括洗涤液、稀释液、封闭液、显色液、终止液。
其中,所述的洗涤液为含有0.3‰~0.6‰Tween-20(v/v)的磷酸盐缓冲液,pH7.2~7.8。
优选的,所述的洗涤液为含有0.5‰v/vTween-20的磷酸盐缓冲液,pH7.4。
其中,所述的封闭液是含有牛血清蛋白的洗涤液,牛血清蛋白的浓度为0.3~1g/mL。优选的,封闭液中牛血清蛋白的浓度为1g/mL。
其中,所述的稀释液是含有牛血清蛋白的洗涤液,牛血清蛋白的浓度为0.75~1.25mg/mL。优选的,稀释液中牛血清蛋白的浓度为1mg/mL。
其中,所述的显色液是含有四甲基联苯胺和过氧化氢的柠檬酸缓冲液,pH4~5。四甲基联苯胺的浓度为由0.095~0.15mg/mL,过氧化氢的浓度为0.63~0.66mmol/L。
其中,所述的终止液为浓度1~2mol/L的硫酸溶液。优选的,所述的终止液为浓度1mol/L。
其中,所述的RSV病毒抗原采用如下方法制备得到:所述的RSV病毒抗原采用如下方法制备得到:培养Hep-2(人喉癌上皮细胞)或者A549(肺癌细胞)作为RSV宿主细胞,待细胞密度达到80%~90%,加入病毒,35~38℃培养4~6天,细胞出现骤缩、拉网、变小、变圆时,倒出培养液,加入磷酸盐缓冲液,-70~-80℃和室温反复冻融2~3次,2000~3000rpm,4~8℃,离心10~15min,收集上清液,-70~-80℃保存。
优选的,所述的RSV病毒抗原采用如下方法制备得到:培养Hep-2细胞,待细胞密度达到85%,加入病毒,37℃培养6天,细胞出现骤缩、拉网、变小、变圆时,倒出培养液,加入磷酸盐缓冲液,-80℃和室温反复冻融2次,3000rpm,4℃,离心10min,收集上清液,-80℃保存。
其中,所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物的制备方法包括如下步骤:
a、13~15nm金纳米粒子的合成:超纯水中加入氯金酸,搅拌加热至沸腾,迅速加入柠檬酸三钠溶液,继续搅拌加热回流20~30min,待溶液颜色稳定,形成酒红色停止加热,继续搅拌冷却至室温,0.22~0.45μm滤膜过滤,0~4℃保存备用,所得金纳米粒子粒径为13~15nm;其中超纯水与氯金酸的体积比为97~99︰3.9~4.1,氯金酸的质量浓度为1%,超纯水与柠檬酸三钠的体积比为97~99︰11~11.6,柠檬酸三钠溶液的质量浓度为1%;
b、金纳米粒子与酶标RSV抗体的偶联:步骤a制备的13~15nm金纳米粒子溶液与辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体(anti-RSV-HRP),混合均匀,24~26℃孵育15~30min,再向其中加入与前述混合液等体积的封闭液,室温继续孵育15~30min,14000~16000rpm,离心12~20min,去除上清液,稀释液重悬沉淀并洗涤一次,最后用稀释液重悬至浓度为0.83~1.67μg/mL;其中,金纳米粒子溶液与辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体的体积比为19~21︰0.8~2。
优选的,所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物的制备方法包括如下步骤:
a、13nm金纳米粒子的合成:超纯水中加入氯金酸,搅拌加热至沸腾,迅速加入柠檬酸三钠溶液,继续搅拌加热回流20min,待溶液颜色稳定,形成酒红色停止加热,继续搅拌冷却至室温,0.22μm滤膜过滤,4℃保存备用,所得金纳米粒子粒径为13nm;其中超纯水与氯金酸的体积比为98︰4,氯金酸的质量浓度为1%,超纯水与氯金酸的体积比为98︰11.4,柠檬酸三钠溶液的质量浓度为1%;
b、金胶酶标抗体偶联:步骤a制备的13nm金纳米粒子溶液与辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体(anti-RSV-HRP),混合均匀,25℃孵育30min,再向其中加入与前述混合液等体积的封闭液,室温继续孵育30min,15000rpm,离心15min,去除上清液,稀释液重悬并洗涤一次,最后用稀释液重悬至浓度为0.9μg/mL,金纳米粒子溶液与辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体的体积比为10︰1。
其中,所述的试剂盒使用方法包括如下步骤:
a、RSV参考品的稀释与加样:取出初始浓度为60~80pg/mL的RSV参考品,用所述的稀释液分别将其稀释至0.5,5,10,25,50pg/mL,分别取50~100μL溶液加入到包被有RSV多克隆抗体的微孔中。
b、加样:分别设空白孔(空白对照孔不加样品及金纳米粒子酶标RSV抗体复合物,其余步骤相同),待测样品孔。往待测样品孔中加入待测样品50~100μL。
c、用封板膜封板后置35~38℃温育55~65分钟。
d、小心接掉封板膜,弃去液体,甩干,每孔加满洗涤液,静置2~4分钟后弃去,如此重复3~4次,拍干。
e、每孔加入金纳米粒子酶标RSV抗体复合物50~100μL,空白孔除外。
f、重复操作c。
g、重复操作d。
h、每孔加入显色液50~100μL,35~38℃避光显色55~65分钟。
i、每孔加入20~50μL终止液,终止反应。
j、以空白孔调零,450nm波长依序测量各孔的吸光度(OD值)。
附图说明
图1是金纳米粒子及偶联抗体后的吸收光谱图及透射电镜图。A图实线表示的是单独的金纳米粒子溶液的吸收光谱,虚线表示的是金纳米粒子酶标RSV抗体复合物的吸收光谱,从图中可看出,偶联酶标RSV抗体后的金纳米粒子最大吸收峰有红移,说明偶联成功。B图是单独的金纳米粒子的透射电镜图,粒径在13nm左右,略有聚集,C图是金纳米粒子酶标RSV抗体复合物的透射电镜图,均匀分散,再次说明酶标RSV抗体成功偶联至金纳米粒子表面。
图2是本发明的特异性实验。选择灭活的RSV病毒,禽流感病毒H9N2,Hep2细胞,大肠杆菌,胎牛血清以及1640培养液作为参比品,均不能使试剂盒显色,说明该试剂盒特异性强。
图3是本发明的OD值与传统ELISA方法的比较。●是基于纳米金信号放大的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒所得结果,▲是用传统的ELISA方法检测人呼吸道合胞病毒所得结果,说明以金纳米粒子作为载体,确实使检测灵敏度得以提高。
图4是本发明的稳定性实验。连续考察3周所述试剂盒的稳定性,两周内是比较稳定的,其变异系数不超过10%,随着放置时间的延长,试剂盒的稳定性有所降低。
本发明的有益效果:
本发明提供的利用金纳米粒子信号放大实现RSV高灵敏分析的试剂盒,不仅具有简单、方便、特异的性能,而且具有很低的检测限,通过线性方程计算得出其检测限为0.2pg/mL。与其它检测RSV的方法相比较,本发明的方法无需贵重的精密仪器,也不需经过培训的专业技术人员,在RSV的定量检测领域具有广阔应用前景。本发明为RSV的检测提供一种新的选择。
具体实施方式
本发明的RSV高灵敏检测试剂盒的检测原理为将羊抗RSV多克隆抗体作为包被抗体制得固相抗体,加入RSV抗原,再加入相应的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物,形成包被抗体-抗原-金胶酶标抗体的三明治复合物,添加显色液显色后,再加入终止液,溶液的吸光度值与RSV的浓度成正比,与标准曲线比较即可得出待测样品的RSV含量。
本发明的RSV高灵敏检测试剂盒主要是根据酶联免疫法的原理测定样品中RSV的含量。本发明采用金纳米粒子作为酶标抗体的载体,由于金纳米粒子的比表面积大,一个金纳米粒子上可以结合多个酶标抗体,使检测灵敏度得到显著提高。
本发明试剂盒在使用时,可以先将RSV多克隆抗体进行固定化处理,可采用如下方式:将所述抗体用碳酸盐缓冲液(pH9.6)稀释至10μg/mL,得到混合液;将所述混合液加入微孔板的孔中,每孔0.1mL,在4℃放置21小时,弃去孔内液体,用所述的洗涤液洗涤,拍干;再向每孔中加入所述封闭液,每孔0.1mL,在37℃放置2h,再次用洗涤液洗涤,拍干,得到所述固相抗体。所述的碳酸盐缓冲液(pH9.6)是由1.59gNa2CO3和2.93gNaHCO3加入纯化水溶解并稀释至1000mL所得。
Hep-2(人喉癌上皮细胞)或者A549(肺癌细胞)购自中南大学湘雅中心实验室。
实施例1本发明试剂盒的制备
1、RSV参考品
(1)RSV病毒感染75mL培养瓶中的Hep-2细胞;
(2)6天后,将细胞培养液倒出,向培养瓶中加入2mL磷酸盐缓冲液(pH7.4),-80℃和室温反复冻融两次;
(3)3000rpm,4℃,离心10min,收集上清液,-80℃冻存,浓度为60pg/mL。绘制标准曲线时,用所述的稀释液将其分别稀释至0.5,5,10,25,50pg/mL。
2、RSV多克隆抗体(anti-RSV),购自abcam公司,产品编号为ab20745。
3、HRP标记的RSV多克隆抗体(anti-RSV-HRP),购自abcam公司,产品编号为ab20686。
4、金纳米粒子酶标RSV抗体复合物
(1)13nm金纳米粒子的合成:洁净的平底烧瓶中加入98mL超纯水,4mL1%的氯金酸溶液,搅拌加热至沸腾,迅速加入11.4mL质量浓度1%的柠檬酸三钠溶液,继续搅拌加热回流20min,待溶液颜色稳定,形成酒红色停止加热,继续搅拌冷却至室温,0.22μm滤膜过滤,4℃保存备用。
(2)金纳米粒子与酶标RSV抗体的偶联:步骤(1)制备的13nm金纳米粒子取200μL于离心管中,加入20μL0.01g/mL的anti-RSV-HRP,混合均匀后,室温孵育30min,再向其中加入等体积的封闭液,室温继续孵育30min,15000rpm,离心15min去除多余的抗体及封闭液,稀释液重悬并洗涤一次,最后用220μL稀释液重悬。
5、洗涤液:由0.5mL的Tween-20溶液加入至1000mL磷酸盐缓冲液中(pH7.4)所得;述的磷酸盐缓冲液(pH7.4)是由0.2gKH2PO4,2.9gNa2HPO4·12H2O,8.0gNaCl,0.2gKCl加入纯化水稀释定容至1000mL所得。
6、封闭液:由10g牛血清白蛋白溶解于100mL洗涤液中所得。
7、稀释液:由0.1g牛血清白蛋白(BSA)溶解于100mL洗涤液中得到。
8、显色液:
由0.5mL2mg/mL的四甲基联苯胺盐酸溶液和32μL0.75%过氧化氢溶液用10mL柠檬酸缓冲液稀释所得。其中所述的柠檬酸缓冲液是由2.57mL0.2mol/L磷酸二氢钠溶液和2.43mL0.1mol/L柠檬酸溶液用5mL的纯化水稀释所得。
9、终止液:1mol/L的硫酸溶液。
实施例2酶标RSV多克隆抗体(anti-RSV-HRP)用量的确定
(1)用磷酸盐缓冲液将初始浓度为20μg/mL的RSV多克隆抗体稀释至0.17μg/mL,0.33μg/mL,0.5μg/mL,0.67μg/mL,0.83μg/mL,1μg/mL,1.17μg/mL,1.33μg/mL,1.5μg/mL,1.67μg/mL;
(2)将20μL不同浓度的抗体溶液加入到200μL金纳米粒子溶液中,混合均匀,室温反应30分钟;
(3)加入20μLNaCl(2.5%,w/v)溶液,混合均匀后,室温再孵育15min。测定其光谱,考察抗体所需用量,结果如图1所示。选取0.9μg/mL的酶标抗体浓度作为本试剂盒所使用的浓度。
实施例3试剂盒稳定性考察
(1)将本发明试剂盒所提供的所有产品置于温度为4℃条件下保存7天,14天,21天;
(2)将浓度为50pg/mL的RSV参考品加入酶标板,每孔的加入量为100μL,37℃的条件下温育1小时;
(3)用洗涤液冲洗酶标板,每孔酶标板加金纳米粒子酶标RSV抗体复合物液100μL,封板膜封板后,37℃温育1小时;
(4)用洗涤液冲洗酶标板,每孔加入100μL底物显色液,37℃避光显色30分钟;
(5)每孔加入终止液50μL,置酶标仪测定光密度(OD)值,如图2所示,本发明的RSV高灵敏检测试剂盒在两周内是比较稳定的,变异系数不高于10%。
实施例4RSV检测试剂盒的灵敏度、特异性、批内和批间精密度试验
1、灵敏度试验:
检定器材:恒温箱、酶标仪等;其中RSV参考品浓度为0.5pg/mL,5pg/mL,10pg/mL,25pg/mL,50pg/mL;PBS做对照
检定方法:将0-50pg/mL参考品加入酶标板,100μL/孔,37℃温育1小时,洗板3次,每孔加金纳米粒子酶标RSV抗体复合物100μL,37℃温育1小时,洗板3次,加入底物显色液100μL,避光显色30分钟,每孔加终止液50μL,震荡混匀置酶标仪测OD450,画出标准曲线如图3(●)所示,与传统的ELISA(▲)比较,该发明显著提高检测灵敏度。根据标准曲线进行计算,其检测限为0.2pg/mL。
2、特异性实验:
检定器材同灵敏度试验,参比品:灭活的RSV病毒(RSV-M),禽流感病毒(H9N2),喉癌细胞(Hep2),大肠杆菌(E.Coli),胎牛血清(FBS)以及1640培养液(Medium);同时作空白对照(control),不加入参考品或参比品。
检定方法:以50pg/mL的RSV参考品作比较,各种参比品100μL/孔加入到酶标板,37℃温育1小时,洗板3次,每孔加金纳米粒子酶标RSV抗体复合物100μL,37℃温育1小时,洗板3次,加入底物显色液100μL,避光显色30分钟,每孔加终止液50μL,震荡混匀置酶标仪测OD450,作出柱状图如图4所示,说明本发明的RSV检测试剂盒与禽流感病毒、细胞、细菌、蛋白等均无交叉反应,特异性好。
3、批内和批间精密度试验:
检定器材同灵敏度试验,同一批号试剂,检定方法同上述操作方法,连续分别做5次,本发明的RSV检测试剂盒的批内和批间精密度分别为2.97%和4.39%。
Claims (7)
1.基于纳米金信号放大的人呼吸道合胞病毒检测试剂盒,其特征在于:包括RSV参考品,RSV多克隆抗体,金纳米粒子酶标RSV抗体复合物;所述的RSV参考品为RSV病毒抗原,抗原浓度为60~80pg/mL;所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物为以金纳米粒子作为载体的辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体,抗体浓度为0.83~1.67μg/mL;所述试剂盒还包括洗涤液、稀释液、封闭液、显色液、终止液;所述的显色液是含有四甲基联苯胺和过氧化氢的柠檬酸缓冲液,pH4~5,四甲基联苯胺的浓度为0.095~0.15mg/mL,过氧化氢的浓度为0.63~0.66mmol/L;
所述的金纳米粒子酶标RSV抗体复合物的制备方法包括如下步骤:
a、13~15nm金纳米粒子的合成:超纯水中加入氯金酸,搅拌加热至沸腾,迅速加入柠檬酸三钠溶液,继续搅拌加热回流20~30min,待溶液颜色稳定,形成酒红色停止加热,继续搅拌冷却至室温,0.22~0.45μm滤膜过滤,0~4℃保存备用,所得金纳米粒子粒径为13~15nm;其中超纯水与氯金酸的体积比为97~99︰3.9~4.1,其中氯金酸的质量浓度为1%,超纯水与柠檬酸三钠的体积比为97~99︰11~11.6,柠檬酸三钠溶液的质量浓度为1%;
b、金胶酶标抗体偶联:步骤a制备的13nm金纳米粒子溶液与辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体,混合均匀,室温孵育15~30min,再向其中加入与前述混合液等体积的封闭液,室温继续孵育15~30min,14000~16000rpm,离心12~20min,去除上清液,稀释液重悬沉淀并洗涤一次,最后用稀释液重悬至浓度为0.83~1.67μg/mL;其中,金纳米粒子溶液与辣根过氧化物酶标记的RSV多克隆抗体的体积比为19~21︰0.8~2。
2.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述的抗体浓度为0.9μg/mL。
3.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述的洗涤液为含有0.3~0.6v/v‰Tween-20的磷酸盐缓冲液,pH 7.2~7.8。
4.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述的封闭液是含有牛血清蛋白的洗涤液,牛血清蛋白的浓度为0.3~1g/mL。
5.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述的稀释液是含有牛血清蛋白的洗涤液,牛血清蛋白的浓度为0.75~1.25mg/mL。
6.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述的终止液为浓度1mol/L~2mol/L的硫酸溶液。
7.如权利要求1所述的试剂盒,其特征在于:所述的RSV病毒抗原采用如下方法制备得到:培养Hep-2或者A549作为RSV宿主细胞,待细胞密度达到80%~90%,加入病毒,35~37℃培养4~6天,细胞出现骤缩、拉网、变小、变圆时,倒出培养液,加入磷酸盐缓冲液,-70~-80℃和室温反复冻融2~3次,2000~3000rpm,4~8℃,离心10~15min,收集上清液,-70~-80℃保存。
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