CN103869068B - 一种用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒 - Google Patents
一种用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒。所述试剂盒包括:抗体芯片,包括基片和在基片表面上固定的16种肿瘤标志物的特异性抗体、两种阳性对照;肿瘤标志物标准品混合物,是将16种标准肿瘤标志物标准品按照一定的量混合在一起的冻干混合物;生物素标记的肿瘤标志物检测抗体混合物;和荧光素Cy3标记的链霉亲和素。本发明所述的试剂盒能够检测十六个临床常用的肿瘤标志物,克服了现有技术操作繁琐、检测指标单一、灵敏度低等缺陷,具有廉价、便利、灵敏、准确、高通量、标本用量少、能在普通实验室推广和规模化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域,尤其涉及一种用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒。
背景技术
21世纪以来,恶性肿瘤对人类健康的威胁已日趋严重。其致死率仅次于心脑血管疾病,位居第三。肿瘤患者死亡率高的主要原因是不能准确诊断,准确诊断与及时治疗是防治肿瘤与降低死亡率的最有效方法。
随着肿瘤细胞的发生,肿瘤患者体内某些蛋白质会发生变化,或产生新的与肿瘤关联的异常蛋白。这些能反应肿瘤存在的化学类物质人们总称为肿瘤标志物。由于肿瘤标志物或不存在于正常成人组织而仅见于肿瘤组织,或在肿瘤组织中的含量大大超过在正常组织里的含量,它们的存在或量变可以提示肿瘤的性质,因此通过对这些异常的蛋白质的检测不仅可以用来诊断肿瘤的发生也可以用来监控药物对肿瘤的治疗进展,对肿瘤的诊治将起到重要作用。用于临床诊断的肿瘤标志物包括癌胚抗原、酶、激素、糖蛋白、癌基因和细胞表面肿瘤抗原等6大类。美国FDA批准了以下血清肿瘤标志物用于肿瘤的辅助诊断:甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA),癌抗原CA125,癌抗原CA19-9,癌抗原CA153,前列腺特异性抗原(fPSA,tPSA),甲状腺球蛋白(Thyroglobulin),β人绒毛膜促性腺激素(HCGb),和人附睾分泌蛋白4(HE4)。另外其他常用于临床诊断的肿瘤标志物还包括神经原特异性烯醇化酶(NSE),降钙素(PCT),铁结合蛋白(Ferritin),β2-微球蛋白(beta2-Microglobin),胃蛋白酶原(Pepsinogen1,2),和催乳素(Prolactin)等。
甲胎蛋白(AFP)在胚胎期是功能蛋白,合成于卵黄囊、肝和小肠。AFP是原发性肝癌的目前比较灵敏、特异的肿瘤标志。睾丸癌、畸胎瘤、胃癌、胰腺癌等患者血清AFP含量可以升高。癌胚抗原(CEA)一度被认为是结肠癌的特异性标志物,但以后发现胰腺癌、胃癌、肺癌和乳腺癌也有较高表达。癌抗原CA125是卵巢癌的首选标志物,在胰腺癌、乳腺癌、肝癌、肺癌、胃肠道恶性肿瘤、子宫癌均可增高。附睾分泌蛋白4(HE4)是卵巢癌第二标志物,辅助卵巢癌的诊断。癌抗原CA153是乳腺癌的首选标志,另外在肺癌、卵巢癌,肺腺癌、结直肠癌等均可增高。癌抗原CA19-9为消化道癌相关抗原,是胰腺癌和结、直肠癌的标志物。前列腺特异性抗原(PSA、f-PSA)是前列腺癌的特异性标志物,也是目前少数器官特异性肿瘤标志物之一。神经原特异性烯醇化酶NSE是神经母细胞瘤和小细胞肺癌的标记物,也是中枢神经系统的肿瘤标记物。人绒毛膜促性腺激素(hCG)是胎盘产生的一种糖蛋白类激素,主要见于妇科肿瘤和非精原性睾丸癌,其他如乳腺癌、精原性睾丸癌、肺癌、肝癌等有20-40%的阳性率。铁结合蛋白(Ferritin)与白血病、肺癌、乳腺癌有关。现被称为原发性肝癌的第二血清学标志物,特别是对AFP阴性患者。β2-微球蛋白(β2-microglobulin)临床上多用于证实淋巴增殖性疾病,如白血病、淋巴瘤及多发性骨髓瘤。另外根据表达水平的不同还可为骨髓瘤患者分期。降钙素(PCT)是甲状腺髓样癌、肺腺癌及小细胞肺癌的标志物,另外在乳腺癌、肝癌、肾癌、前列腺癌、胰腺癌、上颌窦癌、膀胱癌中也有高表达。
目前常用的肿瘤标志物的检测方法主要包括:酶联免疫吸附法(ELISA),放射免疫分析(radioimmunoassay,RIA),免疫印迹法(westernblot),流式细胞仪(Flow-Cytometry)等。其中,酶联免疫吸附法是最普遍的方法,具灵敏度高、特异性较好、操作简便等优点。但一次试验只能检测单一指标,通量低、成本高,在多肿瘤标志物的检测中,该方法存在明显的不足;放射免疫分析(RIA)虽然灵敏度高,是由于具有放射性污染,现在已很少采用;免疫印绩法能测定分子的大小,且无非特异的反应,但操作繁琐,灵敏度低,且只能检测单一指标;流式细胞仪能在细胞水平上检测肿瘤标志物的水平,但却存在低灵敏、低通量、高成本等缺点,且此方法中采用的设备结构复杂,不易推广。
定量抗体芯片是基于夹心法ELISA技术,能让研究者准确、及时确定多种肿瘤标志物的浓度,兼具ELISA方法的高灵敏度、特异性和芯片的高通量检测的优点。该技术是利用一对能与标志物特异性结合的抗体来进行检测,捕获抗体(一抗)先固定在玻片上,加入临床样本后进行孵育,目标标志物被捕获。加入生物素标记的二抗,它可以区分出目标标志物的不同类型。加入链霉亲和素标记的Cy3等效染料后,利用激光扫描可视化,可以检测标志物-抗体-生物素复合物。与传统的ELISA不同,采用的定量抗体芯片试剂通过在玻璃表面排列各种特异性标志物捕获抗体,可以在一个实验中检测多种肿瘤标志物。该高通量高密度的抗体芯片技术,能用极其微量的标本,同时检测出成千上万个蛋白质。这种技术优越于其它能同时检测多个蛋白质的技术,具有灵敏度高,高效高速,需求标本量极低,成本低且能在普通实验室使用的优点。
除此以外,由于同一肿瘤可含有一种或多种标志物,而不同或同种肿瘤的不同组织类型既可有共同的也可有不同的标志物。因此,选择一些特异性较高的肿瘤标志物联合测定某一肿瘤,有利于提高肿瘤检测的敏感性和特异性。大量研究表明多肿瘤标志物蛋白质联合检测可以提高对肿瘤诊断的敏感性和特异性。例如CEA,CA125,NSE三项联检可以提高肺癌检测的特异性;CA199、CEA、CA242、AFP、CA125和CA153联合检测是筛检原发性肝癌的优化组合,而CA199、CEA、CA242、CA125、AFP、NSE对胃癌的检测具有较重要的临床应用价值。另外CA199、CA125、CEA、AFP、PSA联合检测也可提高卵巢癌的诊断效果。CEA、CA19-9联检可以提高结肠癌的特异性。
发明内容
对现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题在于提供一种高通量、高灵敏度、高特异性和低成本的用于多肿瘤诊断的抗体试剂盒。本发明所述的试剂盒能够检测十六个临床常用的肿瘤标志物,克服了现有技术操作繁琐、检测指标单一、灵敏度低等缺陷,具有廉价、便利、灵敏、准确、高通量、标本用量少、能在普通实验室推广和规模化等优点。本发明在临床诊断上的应用有利于更快更准确的发现肿瘤,动态观察肿瘤标志物的血清学表达情况,有望用于肿瘤的筛查诊断,确诊肿瘤的参考基线,健康人群的体检,肿瘤治疗疗效的预测评估,肿瘤不同治疗方法的选择参考。
为了解决上述技术问题,本发明提供的一种用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒,包括:抗体芯片,包括基片和在基片表面上固定的16种肿瘤标志物的特异性抗体、两种阳性对照;肿瘤标志物标准品混合物,是将16种标准肿瘤标志物标准品按照一定的量混合在一起的冻干混合物;生物素标记的肿瘤标志物检测抗体混合液;和荧光素Cy3标记的链霉亲和素。
在实际操作中,将冻干的肿瘤标志物标准品混合物复溶后经梯度稀释制备成系列不同肿瘤标志物浓度的混合液,用来制作多重夹心ELISA方法肿瘤标志物的标准曲线。
根据本发明所述的蛋白联合检测芯片的进一步特征,所述抗体芯片的基片是由活性环氧基团包被的标准组织玻片,用2×8孔可拆卸型框架把玻片分割成16个互不干扰的点样小区;所述16种肿瘤标志物的特异性抗体是采用非接触性点样方式固定在每个点样小区内,每种特异性抗体、阳性对照均重复点样四次,以致在每个点样小区内形成8×9矩阵的微阵列。
根据本发明所述的蛋白联合检测芯片的进一步特征,所述的抗体芯片是将100-1000pl的含0.02-20ng特异性抗体的PBS缓冲液(含有0.01-10g/100ml牛白蛋白)点样于所述玻片上,控制点样温度为70-75F,湿度为40-45%,将点样好的玻片放于室温条件下静置过夜,第二天真空抽气干燥2小时。干燥后的玻片装上配套的16孔框架把一张玻片分割成16个互不干扰的小区。用粘性膜封闭框架后,把整张芯片用不透气的小袋封装然后于2℃到8℃保存备用。
将100-1000pl的含0.02-2ng的特异性的抗体的PBS缓冲液(含有0.01-10g/100ml牛白蛋白)用全自动点样仪点样于玻片上。生物素标记的牛IgG作为阳性对照。每种抗体和两种不同浓度的阳性对照在每个芯片中都有四次的重复。每张玻片上有16个相同的芯片点阵。将点样好的玻片放于室温条件下静置过夜,然后在干燥器中抽气干燥2小时。干燥后的玻片装上配套的16孔框架把一张玻片分割成16个互不干扰的小区。用粘性膜封闭框架后,把整张芯片用不透气的小袋封装后于2℃到8℃保存备用。
根据本发明所述的蛋白联合检测芯片的进一步特征,以两种不同浓度的生物素标记的小牛IgG作为阳性对照和作为不同微阵列间的标准化参照系。
根据本发明所述的蛋白联合检测芯片的进一步特征,所述特异性抗体为选自针对如下16种肿瘤标志物的抗体:甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA),癌抗原CA125,癌抗原CA19-9,癌抗原CA153,前列腺特异性抗原fPSA和tPSA,神经原特异性烯醇化酶(NSE),降钙素(PCT),铁结合蛋白(Ferritin)、β2-微球蛋白(beta2-Microglobin)、β人绒毛膜促性腺激素(HCGb)、胃蛋白酶原(Pepsinogen1和2)、甲状腺球蛋白(Thyroglobulin)、催乳素(Prolactin)和人附睾分泌蛋白4(HE4)。
本发明所述的抗体芯片试剂盒通过类似于夹心法ELISA的检测方法,用含Cy3通道的激光扫描仪对反应结束的玻片进行扫描成像,选用合适的激光扫描参数使芯片上最高信号接近饱和,所得图像存储为tiff文件。然后用芯片读数软件将每个点的荧光信号转化为数码信号。通过梯度稀释的肿瘤标志物的标准样品的数码信号绘制每个肿瘤标志物的信号与浓度标准曲线,然后通过相应的标准曲线计算出每个肿瘤标志物在未知样品中的浓度。
本发明所述的用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒,具有以下特点和优点:
(1)在芯片的组成上,本发明采用活性环氧基团包被的标准组织玻片,实验表明,活性环氧基团包被的玻片可以更有效地吸附包被抗体在芯片的表面,并且使抗体的稳定性增加。
(2)在芯片的点样前采用特定的框架结构,优化了芯片点阵,使得样本可批量检测,操作简便,样本用量小,互不交叉污染。
(3)在芯片的制备工艺上,控制温度为70-75F,湿度为40-45%,这样的芯片可以改善点样的形态,使抗体在玻片上的分布更加均匀。同时,室温的过夜静置有利于抗体更有效地固定在玻片上。除此以外,真空抽气干燥2小时并用抗水蒸气的塑料小袋抽气密封并于4℃保存。实验表明,用这种方法所保存的芯片使得抗体更有效地固定在芯片表面,并有效地增加芯片保存的稳定性。
(4)在芯片微阵列的点阵上,本发明采用不同浓度的双阳性对照,并考虑同时使用两者的不同强度信号来标准化不同的微阵列。实验表明,本发明可以明显地改善芯片的敏感度和重复性。
采用本发明的多肿瘤标志物联合检测抗体芯片试剂盒,能够同时检测出十多种肿瘤的十六项常用临床诊断肿瘤标志物,实现了多样本多指标的联合检测,克服了现有技术操作繁琐、检测指标单一、灵敏度低等缺陷,具有廉价、便利、灵敏、准确、高通量、标本用量少、能在普通实验室推广和规模化等优点。这些检测指标可用于人群普查,有利于建立基线资料。监测这些指标的变化有利于准确诊断病种,给与相应的措施。尤其是对于恶性肿瘤,准确诊断,及时治疗,将大大提高治愈率,减低医疗费用。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1:抗体芯片点样条件的确定。
1、捕获抗体的点样浓度:将捕获抗体在不同的缓冲液中(无菌水,PBS缓冲液,含不同浓度牛白蛋白的PBS,含不同浓度甘油的PBS缓冲液等)以2x的浓度稀释,用非接触性点样仪点在芯片表面,然后用夹心ELISA方法比较它的活性和稳定性。实验表明,用含有0.01-10g/100ml牛白蛋白PBS缓冲液稀释捕获抗体具有最好的线性率和稳定性。
2、点样的条件控制:在室温下把捕获抗体直接点在玻片表面时,捕获抗体的点容易产生空心点,而且不同抗体点活性差异较大,并且在最后生成的图像往往发现会有拖尾现象。本发明控制点样温度为70-75F,湿度为40-45%时所点的抗体点具有最好的形状,并且发现将点样好的玻片放于室温条件下静置过夜,第二天真空抽气干燥2小时,然后把整张芯片用不透气的小袋封装,用这种方法制备的玻片捕获抗体具有最佳的活性并且可以在4℃至少稳定六个月以上。
实施例2:本发明所述的用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒的制备。
为了检测样品中是否存在相应的肿瘤标志物,制备固定有针对于如下肿瘤标志物的特异性抗体的玻片:甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA),癌抗原CA125,癌抗原CA19-9,癌抗原CA153,前列腺特异性抗原(fPSA和tPSA),神经原特异性烯醇化酶(NSE),降钙素(PCT),铁结合蛋白(Ferritin),β2-微球蛋白(beta2-Microglobin),β人绒毛膜促性腺激素(HCGb),胃蛋白酶原(Pepsinogen1和2),甲状腺球蛋白(Thyroglobulin),催乳素(Prolactin)和人附睾分泌蛋白4(HE4)。
1、抗体的来源:
采用针对表1中所列蛋白质的特异性抗体,抗体的用途、来源、浓度均在表1详细说明。所有的检测抗体均用Pierce长臂生物素标记试剂盒(Cat#131093)标记。具体方法如下:将待标记的检测抗体在大量的1xPBS缓冲液(1毫升抗体在1升的PBS)中透析三次,每次至少6小时。测定抗体浓度后按每毫克抗体加入80微克生物素DMSO溶液,混匀,在室温下反应4小时。用PBS溶液对生物素标记的抗体进行透析,去除游离的生物素并标定生物素标记的检测抗体浓度。
表1特异性抗体名称,抗体的用途、来源、浓度信息
2、抗体芯片的制备与保存
将100-1000pl的含0.02-2ng的特异性的抗体的PBS缓冲液(含有0.01-10g/100ml牛白蛋白)用全自动点样仪点样于玻片上。生物素标记的牛IgG作为阳性对照。每种抗体和两种不同浓度的阳性对照在每个芯片中都有四次的重复。每张玻片上有16个相同的芯片点阵。将点样好的玻片放于室温条件下静置过夜,然后在干燥器中抽气干燥2小时。干燥后的玻片装上配套的16孔框架把一张玻片分割成16个互不干扰的小区。用粘性膜封闭框架后,把整张芯片用不透气的小袋封装后于2℃到8℃保存备用。
其中,本实施例中,全自动点样仪为美国铂金艾尔默公司生产的产品;玻片为美国康宁公司产品。当然,在发明技术方案的上述步骤中,仪器和材料的采用并不局限于本实施例的列举,而是以能够解决本发明的技术问题,并实现相应的技术效果为依据。
3、蛋白标准品的来源:
采用针对表2中所列重组蛋白质的名称及来源均在表2详细说明:
表2蛋白标准品中重组蛋白的名称,来源
重组蛋白名称 | 厂商 | 批号 |
甲胎蛋白(AFP) | Raybiotech | DS-01-0014 |
β2-微球蛋白(B2M) | Raybiotech | 230-00021 |
癌抗原CA125(CA125) | Raybiotech | MD-16-0002P |
癌抗原CA153(CA15-3) | Raybiotech | MD-16-0013P |
癌抗原CA19-9(CA19-9) | Raybiotech | MD-16-0019P |
癌胚抗原(CEA) | Raybiotech | MD-16-0026P |
铁结合蛋白(Ferritin) | Raybiotech | MD-14-0034P |
β人绒毛膜促性腺激素(hCGb) | Raybiotech | 230-00260 |
神经原特异性烯醇化酶(NSE) | Raybiotech | MD-19-0025P |
胃蛋白酶原1(Pepsinogen 1) | R&D | 6155-AS |
胃蛋白酶原2(Pepsinogen II) | Raybiotech | 230-00503 |
降钙素(Procalcitonin) | Raybiotech | 230-00041 |
催乳素(Prolactin) | Raybiotech | 228-11321-1 |
前列腺特异性抗原(PSA) | Raybiotech | 230-00044 |
甲状腺球蛋白(Thyroglobulin) | Raybiotech | 228-11511-1 |
将以上各个重组蛋白质用含0.1%小牛白蛋白的磷酸缓冲液稀释后按照一定的量混合在一起,分装后用冷冻干燥法干燥并于-80℃保存。在本实施例中,用于做标准曲线用的每种重组蛋白的最终使用浓度如表3所示。但事实上,在其他实施例中,用于做标准曲线的重组蛋白浓度可以选用不同的区间,并不局限于表3的实例。
实施例3:用本发明的试剂盒定量检测肿瘤标志物的实验。
1、玻片芯片的完全干燥
将玻片芯片从盒子中取出来,在室温平衡20-30min后,将包装袋打开,揭开密封条,然后将芯片放在真空干燥器或者室温干燥1-2小时。
2、肿瘤标志物标准品的梯度稀释
2.1添加500μl的样品稀释液到肿瘤标志物标准品混合物的小管中,重新溶解标准品。打开小管前,先快速地离心,轻轻地上下抽打溶解粉末,标记这个小管为Std1。
2.2分别标记6个干净的离心管为Std2、Std3到Std7,添加200μl的样品稀释液到每个小管中。
2.3抽取100μl的Std1加入到Std2中轻轻混合,然后从Std2中抽取100μl加入到Std3中,如此梯度稀释至Std7。
2.4抽取100μl的样品稀释液到另一个新的离心管中,标记为CNTRL,作为阴性对照。
注:因为每种肿瘤标志物的起始浓度是不同的,所以Std1到Std7的梯度稀释后,每个肿瘤标志物的系列浓度是不同的。本实例中,梯度重组蛋白稀释液的浓度如表3所示。
表3经梯度稀释后用于做标准曲线的重组蛋白标准品的浓度如下所示
原料 | 对照 | Std7 | Std6 | Std5 | Std4 | Std3 | Std2 | Std1 | 单位 |
AFP | 0 | 0.05 | 0.16 | 0.49 | 1.48 | 4.44 | 13.33 | 40 | ng/ml |
B2M | 0 | 0.01 | 0.04 | 0.12 | 0.37 | 1.11 | 3.33 | 10 | ng/ml |
CA125 | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | U/ml |
CA15-3 | 0 | 0.04 | 0.12 | 0.37 | 1.11 | 3.33 | 10.00 | 30 | U/ml |
CA19-9 | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | U/ml |
CEA | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
Ferrit in | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
HCGb | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
NSE | 0 | 0.05 | 0.16 | 0.49 | 1.48 | 4.44 | 13.33 | 40 | ng/ml |
Pepsinogen 1 | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
Pepsinogen 2 | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
Procalcitonin | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
Prolactin | 0 | 0.03 | 0.08 | 0.25 | 0.74 | 2.22 | 6.67 | 20 | ng/ml |
PSA | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.05 | 0.15 | 0.44 | 1.33 | 4 | ng/ml |
Thyroglobulin | 0 | 0.14 | 0.41 | 1.23 | 3.70 | 11.11 | 33.33 | 100 | ng/ml |
3、芯片操作流程
3.1每个孔中加100μl的样品稀释液,室温摇床上孵育30分钟,封闭定量抗体芯片。
3.2抽去每个孔中的样品稀释液,添加100μl的标准液和样品到孔中,在摇床上4℃过夜孵育。样本为静脉采血后自然析出的血清,使用前用样品用稀释液1:1稀释。
3.3清洗
抽去每个孔中的标准品或样品,1×洗液I清洗5次,每次5min室温摇床震荡,每孔150μl的1×洗液I,每次清洗要抽干净洗液,用去离子水稀释20×洗液I。
抽去每个孔中的1×洗液I,加入1×洗液II清洗2次,每次5min室温摇床震荡,每孔150μl的1×洗液II,每次清洗要抽干净洗液,用去离子水稀释20×洗液II。
3.4检测抗体混合液的孵育
离心检测抗体混合液小管,然后加入1.4ml的样品稀释液,混合均匀后再次快速离心。添加80μl的检测抗体到每个孔中,室温摇床上孵育2小时。
3.5清洗
抽去每个孔中的检测抗体,1×洗液I清洗5次,每次5min室温摇床震荡,每孔150μl的1×洗液I,每次清洗要抽干净洗液,然后加入1×洗液II清洗2次,每次5min室温摇床震荡,每孔150μl的1×洗液II,每次清洗要抽干净洗液。
3.6Cy3-链霉亲和素的孵育
离心Cy3-链霉亲和素小管,然后加入1.4ml的样品稀释液,混合均匀后再次快速离心。添加80μl的Cy3-链霉亲和素到每个孔中,用铝箔纸包住玻片避光孵育,室温摇床上孵育1个小时。
3.7清洗
抽去每个孔中的Cy3-链霉亲和素,1×洗液I清洗5次,每次5min室温摇床震荡,每孔150μl的1×洗液I,每次清洗要抽干净洗液。
3.8荧光检测
1)将玻片框架拆掉,小心不要用手接触到玻片印制抗体的一面。
2)将玻片放置在玻片清洗管中,添加约30ml的1×洗液I,能整个覆盖住玻片,在室温摇床上震荡15min,弃去1×洗液I,添加约30ml的1×洗液II,在室温摇床上震荡5min。
3)去除玻片的残留洗液。将玻片放置在玻片清洗管/干燥管中,不盖盖子,在1000rpm离心3min。
4)采用激光扫描仪例如AxonGenePix扫描信号,采用Cy3或者绿色通道(激发频率=532nm)。
3.9芯片的数据提取以及用分析软件来进行数据分析。
1)用GenePix软件来读取生物芯片的荧光值。芯片的微阵列参数用6(行)x8(列),点的直径用120um。
2)读数后选用的数值为除掉地方背景的中间值读数(F532Median-LocalBackground)。用特定的定量芯片计算软件QAH-CAN-1-SW来做每个重组蛋白的标准曲线。
在计算不同样品肿瘤标志物的浓度前使用每个芯片上相同的两个阳性对照点做参照系进行数据的标准化处理。两个阳性对照的信号值大约相差4倍。在进行标准化之前先计算出每个芯片的阳性对照值POS=(POS1+4*POS2)/2。然后再用该值对所有的数据进行标准化处理:校正值=原先值*(样品平均POS)/POS。
实施例4:用本发明的试剂盒定量检测肿瘤标志物的实验数据处理。
在一次临床血清样品实验中,八个标准样品的荧光读数分别如表4所示。
表4:三倍梯度稀释的标准品荧光读数(F532Median–LocalBackground)
荧光信号值 | 对照 | 标准品7 | 标准品6 | 标准品5 | 标准品4 | 标准品3 | 标准品2 | 标准品1 |
AFP | 103 | 134 | 224 | 466 | 1342 | 5247 | 18187 | 53207 |
B2M | 9 | 25 | 58 | 185 | 738 | 3831 | 14054 | 43522 |
CA125 | 199 | 305 | 562 | 1257 | 3303 | 9748 | 29243 | 65307 |
CA15-3 | 176 | 231 | 371 | 709 | 1362 | 2279 | 3803 | 5746 |
CA19-9 | 772 | 841 | 1044 | 1301 | 2049 | 3595 | 9065 | 25661 |
CEA | 289 | 392 | 620 | 1582 | 3800 | 7820 | 16497 | 33507 |
Ferritin | 44 | 50 | 105 | 353 | 1033 | 4337 | 18901 | 55375 |
HCGb | 44 | 57 | 111 | 302 | 1121 | 3657 | 10350 | 28868 |
NSE | 41 | 75 | 139 | 380 | 1135 | 4213 | 14168 | 45357 |
Pepsinogen 1 | 294 | 375 | 561 | 1208 | 3029 | 7205 | 16594 | 38820 |
Pepsinogen 2 | 216 | 275 | 384 | 777 | 2064 | 5665 | 16182 | 40206 |
Procalcitonin | 259 | 353 | 456 | 766 | 2106 | 5178 | 14616 | 41091 |
Prolactin | 348 | 375 | 497 | 783 | 1758 | 5366 | 15606 | 45498 |
PSA-free | 151 | 173 | 338 | 850 | 2619 | 6981 | 21233 | 58169 |
PSA-total | 281 | 369 | 528 | 1093 | 3074 | 8630 | 25250 | 65326 |
Thyroglobulin | 94 | 120 | 224 | 558 | 1390 | 2991 | 7776 | 20150 |
以AFP为例,根据表3和表4的信息得知AFP的蛋白浓度和荧光信号间的关系如下表所示。
表5:AFP的蛋白浓度和荧光信号间的关系
由表5绘制标准曲线,计算得r2=0.9996。回归方程为y=1336.5x-155.39
被测样品:1号,信号强度为42178,计算出AFP含量为31.7ng/ml。
被测样品:2号,信号强度为6923,计算出AFP含量为5.3ng/ml。
实施例5:本发明的试剂盒的交叉反应的测试。
抗体对间的交叉反应测试是根据以下方法进行的。在不同芯片的孔里首先加入相同的标准品1。孵育,洗片后再与每种抗原单独的检测抗体孵育。最后经Cy3-链霉亲和素孵育,芯片扫描后读数。以每种抗原的捕获抗体为横轴,以加入的检测抗体为纵轴可以得到表6的实验结果。
表6抗体对间的交叉反应测试结果
AFP | B2M | CA125 | CA153 | CA19-9 | CEA | Ferritin | HCGb | NSE | Pepsinogen 1 | Pepsinogen 2 | P rocalctonin | Prolactin | PSA | Thyrogobuln | |
AFP | 5668 | 272 | 225 | 216 | 234 | 227 | 254 | 250 | 241 | 231 | 244 | 228 | 212 | 278 | 248 |
B2M | 38 | 6241 | 44 | 43 | 36 | 45 | 29 | 46 | 43 | 37 | 45 | 45 | 41 | 50 | 38 |
CA125 | 241 | 301 | 12640 | 272 | 298 | 250 | 276 | 296 | 264 | 276 | 312 | 263 | 309 | 278 | 270 |
CA15-3 | 166 | 181 | 188 | 3399 | 182 | 152 | 180 | 179 | 159 | 232 | 208 | 195 | 181 | 201 | 183 |
CA19-9 | 271 | 307 | 279 | 280 | 4566 | 260 | 322 | 322 | 317 | 211 | 226 | 319 | 305 | 318 | 313 |
CEA | 192 | 177 | 156 | 183 | 154 | 4782 | 166 | 157 | 183 | 208 | 216 | 156 | 164 | 136 | 172 |
Ferritin | 265 | 246 | 310 | 284 | 363 | 276 | 9500 | 296 | 310 | 241 | 231 | 274 | 297 | 290 | 269 |
HCGb | 177 | 214 | 208 | 184 | 197 | 196 | 214 | 4896 | 221 | 223 | 254 | 234 | 198 | 223 | 228 |
NSE | 111 | 108 | 128 | 124 | 126 | 114 | 130 | 133 | 6612 | 214 | 220 | 105 | 130 | 136 | 131 |
Pepsinogen 1 | 232 | 237 | 211 | 208 | 223 | 214 | 241 | 264 | 244 | 12190 | 211 | 233 | 237 | 232 | 250 |
Pepsinogen 2 | 297 | 338 | 299 | 189 | 334 | 286 | 319 | 324 | 308 | 237 | 7184 | 340 | 335 | 342 | 328 |
Procalcitonin | 238 | 264 | 277 | 266 | 267 | 256 | 281 | 298 | 259 | 250 | 256 | 6970 | 254 | 305 | 247 |
Prolactin | 209 | 204 | 212 | 202 | 208 | 209 | 229 | 230 | 208 | 233 | 216 | 212 | 8514 | 237 | 221 |
PSA-free | 239 | 272 | 306 | 308 | 327 | 305 | 330 | 338 | 323 | 244 | 230 | 337 | 287 | 9725 | 302 |
PSA-total | 93 | 115 | 91 | 89 | 96 | 133 | 108 | 107 | 101 | 114 | 124 | 108 | 84 | 11692 | 122 |
Thyroglobulin | 262 | 289 | 308 | 276 | 288 | 268 | 299 | 288 | 299 | 232 | 260 | 300 | 288 | 321 | 4386 |
实验结果表明每种抗体对可以特异地识别自己的检测抗原而与其他的抗原没有交叉反应。
实施例6:本发明的试剂盒的检测准确度。
为了检验试剂盒检测的准确度,采用本发明的试剂盒检测了不同的临床样品,并与临床用其他试剂盒检测的结果相比较。在对20个病例CA125的检测中,本发明的产品不仅可以全部检出20例CA125阳性样品,而且这20例检测的结果具有很高的相关性。其相关系数高达0.97。
表7本发明的试剂盒检测临床样品的结果
实施例7:本发明的试剂盒的检测灵敏度。
在对一组用罗氏化学发光法单个指标阳性病人的血清检测中,本发明的试剂盒不仅可以全部检出相应的阳性指标,而且可以发现在这些病人中另外一些指标也呈阳性。譬如在6个AFP指标阳性的病例中,本发明的产品不仅可以全部检出6例AFP阳性样品,而且在这6个病人中Ferritin的浓度也都呈阳性,另外其他的指标在这些不同的病人中也有相应的阳性。用多因子的联检不仅可以检出潜在的肿瘤风险,同时也可以更精确的判定肿瘤的类型,譬如AFP、Ferritin和CA19-9的联检有利于更确准肝癌。
表8本发明的试剂盒检测AFP罗氏单项ELISA阳性样本的结果
表9本发明的试剂盒检测AFP罗氏单项ELISA阳性样本的结果
表10常见肿瘤标志物的最佳诊断组合
常见肿瘤标志物的最佳诊断组合 | |
胃癌 | CEA,CA19-9,PG I&II |
结肠癌 | CEA,CA19-9,CA242 |
肝癌 | AFP,Ferritin,CA199,CA125 |
胰腺癌 | CA242,CA19-9 |
肺癌 | CA15-3,CA125,CEA,Ferritin |
乳腺癌 | CEA,NSE,CA125,CA15-3 |
子宫癌 | CA125,HCGb,CA15-3 |
卵巢癌 | CA125,HCGb,AFP,CA15-3 |
前列腺癌 | t-PSA,f-PSA |
综上所述,本发明公开了一种用多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒。该试剂盒使用标准组织玻片作为表面载体,可以在玻片表面完成多重夹心ELISA的反应。开发的多种肿瘤诊断抗体芯片诊断试剂盒可以在一张蛋白芯片上同时检测肝癌,肺癌、胃癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌,子宫内膜癌,甲状腺髓样癌,前列腺癌、睾丸癌、结肠多发性骨髓瘤、肾癌等多个肿瘤的高危发生风险因子,具体包括能有效进行临床应用的16种广谱肿瘤标志物(AFP,CA125,CA15-3,CA19-9,CEA,HCGb,NSE,PSA-total,PSA-free,Thyroglobulin,Procalcitonin,Ferritin,B2M,Prolactin,Pepsinogen1,Pepsinogen2),其中9种已经通过美国FDA认可。该试剂盒检测肿瘤标志物的灵敏度和特异性可以达到单因子ELISA的水平。另外,通过对数十例单项肿瘤标志物阳性样本的多肿瘤标志物的联合检测显示,本发明的试剂盒不仅可以准确地检测出全部阳性样本的单因子,而且也可以检出其他潜在的阳性指标。肿瘤标记物高通量抗体芯片可以特异性地应用于癌症鉴别诊断。这种癌症鉴别诊断方法适用于从很少的样品中同时检测多种癌症相关蛋白。这种创新的技术和产品将极大推动癌症研究,它不仅可以识别癌症的早期发生、发展和进行的关键因素,而且同时发现新的癌症标记物用于药物靶点、癌症检测、癌症诊断、预测及个性化医疗鉴定的研究。
应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (4)
1.一种用于多种肿瘤诊断的抗体芯片试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括:
抗体芯片,包括由活性环氧基团包被的标准组织玻片和在所述玻片表面上固定的16种肿瘤标志物的特异性抗体、两种阳性对照;
肿瘤标志物标准品混合物,是将16种标准肿瘤标志物标准品按照一定的量混合在一起的冻干混合物;
生物素标记的肿瘤标志物检测抗体混合物;和
荧光素Cy3标记的链霉亲和素;
所述的抗体芯片是将100-1000pl的含0.02-20ng特异性抗体的PBS缓冲液点样于所述玻片上,该PBS缓冲液含有0.01-10g/100ml牛白蛋白,控制点样温度为70-75F,湿度为40-45%,将点样好的玻片放于室温条件下静置过夜,第二天真空抽气干燥2小时;干燥后的玻片装上配套的16孔框架把一张玻片分割成16个互不干扰的小区;用粘性膜封闭框架后,把整张芯片用不透气的小袋封装然后于2-8℃保存备用。
2.根据权利要求1所述的抗体芯片试剂盒,其特征在于:用2×8孔可拆卸型框架把所述玻片分割成16个互不干扰的点样小区;所述16种肿瘤标志物的特异性抗体是采用非接触性点样方式固定在每个点样小区内,每种特异性抗体、阳性对照均重复点样四次,以致在每个点样小区内形成8×9矩阵的微阵列。
3.根据权利要求1所述的抗体芯片试剂盒,其特征在于:两种阳性对照是采用不同浓度的生物素标记的小牛IgG,并作为不同微阵列间的标准化参照系。
4.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,所述特异性抗体为选自针对如下16种肿瘤标志物的抗体:甲胎蛋白AFP,癌胚抗原CEA,癌抗原CA125,癌抗原CA19-9,癌抗原CA153,前列腺特异性抗原fPSA和tPSA,神经原特异性烯醇化酶NSE,降钙素PCT,铁结合蛋白、β2-微球蛋白、β人绒毛膜促性腺激素、胃蛋白酶原、甲状腺球蛋白、催乳素和人附睾分泌蛋白4。
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