CN108872168B - 在侧流筒中利用荧光测定法的维生素d的快速定量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在侧流筒中利用荧光测定法的维生素D的快速定量检测方法,本发明的方法不需要以往的时间和劳动集约型的试样预处理步骤,因此能够快速且准确地测定维生素D。
Description
技术领域
本发明涉及在侧流筒中利用了荧光测定法的维生素D的快速定量检测方法(Rapidquantitative fluorescent immunoassay method for vitamin D using lateral flowcartridge)。
背景技术
维生素D是一种脂溶性维生素,它通过调节钙与磷的数值来帮助骨骼健康成长并维持骨骼的健康,而且还起到调节免疫系统和血糖并抑制各种感染发生的作用。如果维生素D不足,则骨质疏松症、摔伤、髋部骨折的发生率不仅比较高,而且各种癌症或自身免疫疾病的发病也增加。
维生素D(骨化醇,calciferol)分为D2(麦角钙化醇,ergocalciferol)和D3(胆钙化醇,cholecalciferol)。维生素D2由酵母和作为植物甾醇(sterol)的麦角甾醇(ergosterol)制得,维生素D3是对皮肤照射阳光紫外线时可以由作为胆固醇的前体的7-脱氢胆固醇(7-dehydrocholesterol)制得的,已知它们的有效性几乎相同。
就维生素D而言,无论是在体内合成的维生素D还是从食品中摄取的维生素D均是作为活性激素的前体的激素原(pro-hormone)形态,需要在肝和肾脏中转化为活化形态才能够发挥生物功能。在肝中,维生素D3和维生素D2经过25号碳位置被氢氧化而分别代谢成25-羟基维生素D3(25-OH-D3)和25-羟基维生素D2(25-OH-D2),上述25-羟基维生素D3和25-羟基维生素D2被运送至肾脏,再次1号碳位置被氢氧化,从而25-羟基维生素D3被代谢成活性激素1,25-二羟基维生素D3,25-羟基维生素D2被代谢成活性激素1,25-二羟基维生素D2。
对于掌握并监控维生素D的匮乏或过量,最适合的检测是测定25-羟基维生素D,为了测定25-羟基维生素D的准确的量,需要对25-羟基维生素D3(25-OH-D3)和25-羟基维生素D2(25-OH-D2)均进行测定。
作为通常使用的维生素D的检测方法,大致有LC-MS/MS(液相色谱-质谱/质谱(Liquid Chromatography-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry))方法和化学发光免疫测定法(chemiluminescence immunoassay,CLIA)。LC-MS/MS方法是维生素D的标准检测方法,优点在于,准确性高且灵敏度和精确度高,而且还能够将维生素D3与D2区分出来测定。但是,LC-MS/MS方法的缺点在于需要具备昂贵的分析设备。另外,CLIA法的优点在于,由于使用了自动化设备因此能够实现快速测定,而且灵敏度和精确度高且还不需要预处理过程。但是,缺点在于,由于CLIA法根据试剂或方法的不同而差异比较大,各检测机关的结果可能都不同。
另一方面,韩国公开专利第2015-0100935号中公开了“维生素D的测定方法以及测定用试剂盒”,特征在于用具有类固醇骨架的表面活性剂来处理样品。另外,韩国公开专利第2015-0110680号中公开了“检测1,25-二羟基维生素D及其相关抗体的方法以及试剂盒”,但是并未公开本发明的在侧流筒中利用荧光测定法的维生素D的快速定量检测方法。
发明内容
本发明是根据上述要求而进行的,本发明的发明人开发了通过利用抗-25-羟基维生素D抗体的免疫分析法和利用侧向流动及荧光测定法能够快速地定量血液内存在的维生素D的浓度的方法,并且使温度条件最优化以能够准确区分随着试样的维生素D的量而变化的荧光值,从而完成了本发明。
为了解决上述课题,本发明提供一种在侧流筒中利用了荧光测定法的维生素D的快速定量方法,其中,包括:(a)混合生物试样和释放(releasing)缓冲液并在32~37℃反应3~7分钟而制备第一反应物的步骤;(b)在上述(a)步骤的第一反应物中添加检测缓冲液并在32~37℃反应13~17分钟而制备第二反应物的步骤;以及(c)将上述(b)步骤的第二反应物载入侧流筒中并反应6~10分钟后用荧光测量仪测定荧光强度的步骤。
本发明涉及利用侧流筒和荧光测定法在生物试样中定量维生素D的方法,本发明的方法不需要以往的时间和劳动集约型的试样预处理步骤,因此能够快速且准确地测定维生素D。
附图说明
图1是表示在本发明的维生素D定量方法中使用的侧向流动反应的原理和荧光测定的原理的模式图。
图2是分析了在多种温度条件下根据不同维生素D浓度测定的的荧光测定结果的图表。T区域:检测线(test line)的荧光值,C区域:对照线(control line)的荧光值。
图3是表示使用45个血清样本利用本发明的方法及设备测定的结果和利用对照设备(Cobas E 411)进行定量分析的结果的图表。Y:基准设备Cobas的测定值,X:本发明的测定值。
具体实施方式
为了实现本发明的目的,本发明提供通过在生物试样中利用侧流筒的荧光测定法快速定量维生素D的方法。
本发明的维生素D的快速定量方法使用利用了竞争反应的免疫分析法,存在于检测缓冲液中的经荧光标记的检测抗体(抗-25-羟基维生素D抗体)与存在于样本(生物试样)内的维生素D(25-羟基维生素D;25(OH)D2和25(OH)D3)形成抗原-抗体复合体,未形成复合体而剩余的检测抗体通过侧流筒条带的硝化纤维素介质,一边移动一边与固定在硝化纤维素展开膜 的竞争对象(BSA-25(OH)D复合体)结合,用荧光测量仪(ichromaTMReader,Boditech Med)测定从与竞争对象结合的检测抗体中发出的荧光。
用语“免疫分析法”是指利用抗原和抗体之间的特异性结合能力,从杂质多的试样中测定作为目标的微量的物质的方法。对免疫定量法组合荧光(或发光)物质、放射性化合物、酶、金属等的标记法,则测定灵敏度飞跃性地提高。
根据本发明的维生素D的快速定量方法具体可以包括以下步骤,但不限于此:
(a)混合生物试样和释放(releasing)缓冲液并在32~37℃反应3~7分钟而制造第一反应物的步骤;
(b)在上述(a)步骤的第一反应物中添加检测缓冲液并在32~37℃反应13~17分钟而制造第二反应物的步骤;以及
(c)将上述(b)步骤的第二反应物载入侧流筒并反应6~10分钟后用荧光测量仪测定荧光强度的步骤。
本发明的一实施方式涉及的维生素D的快速定量方法中,上述维生素D可以优选为25-羟基维生素D3(25-OH-D3)和25-羟基维生素D2(25-OH-D2),但不限于此。
在过去数十年,检测体内维生素D的浓度时,测定作为维生素D的完全活性形态的1,25(OH)D,但肝或血液内的25(OH)D在肾脏中变成1,25(OH)D,因此判断为测定1,25(OH)D并不是反映目前体内的维生素储藏量,而是反映肾脏的功能,最近检测体内维生素D的浓度时测定血中25(OH)D的浓度。
另外,在本发明的一实施方式涉及的维生素D的快速定量方法中,上述(a)步骤的释放缓冲液可以包含0.4~0.6N的氢氧化钠和35~45%(v/v)的DMSO(二甲基亚砜:dimethyl sulfoxide),但并不限定于此,上述释放缓冲液可以为了使生物试样内的25-羟基维生素D从维生素D结合蛋白(vitamin D binding protein)中释放出来而使用。
本发明中,用语“生物试样”指液相或与液体类似的流动性物质,例如可举出血液、唾液、尿液、汗液、间质或细胞内体液、或者从这些提取出的物质等,血液可以包括全血、血浆、血清或经规定处理(例如防凝固)的血液、血浆、血清等,但并不限定于此,上述生物试样可以以经操作或未经操作的状态使用。
另外,在本发明的一实施方式涉及的维生素D的快速定量方法中,上述(b)步骤的检测缓冲液可以包含经荧光标记的抗-25-羟基维生素D抗体,具体而言,可以包含经荧光标记的抗-25-羟基维生素D抗体、经荧光标记的抗-兔IgG、0.3~0.7%(w/v)明胶、100~200mM氯化钠、0.05~0.15%(w/v)叠氮化钠、0.3~0.55%(w/v)CHAPS(3-[(3-胆酰胺基丙基)二甲基铵基]-1-丙磺酸盐水合物(3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate hydrate))和400~600mM的Tris-HCl,但不限于此。
上述检测缓冲液内的抗-25-羟基维生素D抗体与25-羟基维生素D2和25-羟基维生素D3均可以结合,可以购买市售的抗体而利用。
另外,在本发明的一实施方式涉及的维生素D的快速定量方法中,上述侧流筒是测试条形式,可以依次具备:试样注入部,用于注入试样;检测线(test line),位于从上述试样注入部隔开规定间距的位置,且固定有牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)与25-羟基维生素D的复合体的;对照线(control line),固定有兔IgG;但不限定于此。
另外,根据本发明的维生素D的快速定量方法中,特征在于,荧光强度与生物试样内维生素D的浓度成反比,这是因为检测缓冲液内存在的经荧光标记的抗-25-羟基维生素D抗体中不形成抗原-抗体复合体的游离(free)形态的抗-25-羟基维生素D抗体,被固定在检测线的BSA-25-羟基维生素D复合体捕获,测定由此发出的荧光量。即,如果血液内25-羟基维生素D大量存在,则抗-25-羟基维生素D抗体大部分形成抗原-抗体复合体,而游离(free)形态的抗-25-羟基维生素D抗体的量减少,因此结合于固定在侧流筒的检测线的BSA-25-羟基维生素D复合体的抗-25-羟基维生素D抗体的数量不多,最终荧光信号强度被识别为弱,相反,如果血液内25-羟基维生素D少量存在,则最终荧光信号强度显示为强。
上述检测缓冲液内的另一经荧光标记的抗-兔IgG作为内部对照(internalcontrol)使用,在侧流筒中与固定于对照线的兔IgG结合,显示出荧光。因此,如果是正常的反应,则在所有反应中显示出一定的荧光量。
在本发明中,为了检出抗原-抗体复合体,将荧光物质作为标记物使用,但是不限于此,可以利用酶、配体、发光物质、微小粒子或放射性同位素等。
作为检测标记物使用的荧光物质包括荧光素、异硫氰酸酯、罗丹明、藻红蛋白、藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、邻苯二醛、荧光胺、Eu3+、Eu3+螯合物或穴状化合物等;作为酶包括乙酰胆碱酯酶、碱性磷酸酶、β-D-半乳糖苷酶、辣根过氧化物酶、β-内酰胺酶等;作为配体包括生物素衍生物等;作为发光物质包括吖啶酯、异鲁米诺衍生物等;作为微小粒子包括胶体金、着色的胶乳等;作为放射性同位素可以包括57Co、3H、125I、125I-Bonton Hunter试剂等,但不限于此。
通过本发明的方法能够进行生物试样内存在的维生素D的定量的范围为8.0~70ng/mL。
以下,利用实施例详细说明本发明。但是,下述实施例仅是例示本发明,本发明的内容不限于下述实施例。
材料和方法
1.试剂和设备
经荧光标记的抗-25(OH)D抗体和抗-兔IgG抗体是分别购买各自的抗-25(OH)D抗体和抗-兔IgG抗体以及FPR-648并进行接合(conjugation)而准备的。将要固定于检测线的牛血清白蛋白(bovine serum albumin)和25-羟基维生素D3(25(OH)D3)也是分别购买后进行接合而准备的。
释放缓冲液(releasing buffer)以0.5N的氢氧化钠和40%的DMSO的组成制造,检测缓冲液(detection buffer)以0.5%的明胶、150mM的氯化钠、0.1%的叠氮化钠(NaN3)、0.4%的CHAPS、500mM的Tris-HCl(pH6.8)、经荧光标记的抗-25(OH)D抗体和经荧光标记的抗-兔IgG的组成制造。
2.通过荧光值的维生素D的浓度计算
将检测线中测定的荧光量(T-area)除以对照线中测定的荧光量(C-area)而得到的值称为比率(ratio)。
使用标准设备,准备已测定的8个区间的浓度条件(0、5、10、20、30、50、70、100ng/ml)的校准器(calibrator),将各个浓度条件下的比率(ratio)值用荧光测量仪(ichromaTMReader,Boditech Med)来测定并确定。以此为基准制作校准曲线(calibration curve),在上述校准曲线中代入未知的试样测定时出来的比率(ratio),则能够计算出试样内维生素D的浓度。
实施例1.基于温度条件的结果值的变化分析
测定试样内的维生素D的浓度时,评价了反应条件下的温度造成的影响。将释放缓冲液50μl和0、10、30和70ng/ml浓度的维生素D试样50μl分别混合后,在20、22、25、30、32、35、37或39℃的温度条件下反应5分钟。然后,在反应物中添加100μl的检测缓冲液,在上述8个温度条件下反应15分钟。向放置在荧光测量仪的插槽上的测试盒的试样注入部载入75μl上述反应物,关上荧光测量仪的插槽后,8分钟后测定对照线和检测线的荧光强度。
其结果,如图2中证实的那样,可以确认与试样浓度和温度条件无关,在所有情况下,对照线的荧光量(C area)显示出恒定值。但是,可以确认在20、22、25和30℃的温度条件下,无法区分对0和10ng/ml浓度的维生素D的检测线的荧光量(T area)。另外,在39℃,与32、35和37℃条件相比,出现荧光测定值的不同浓度的差异再次减少的趋势。如果对将检测线中测定的荧光量(T-area)除以对照线中测定的荧光量(C-area)而得到的值即比率(ratio)及其百分比换算值进行观察,基于维生素D试样浓度的荧光测定值显示出显著差异,从而确认了对试样浓度的区分更有利的温度条件是32~37℃的范围。
实施例2.利用了标准条件的性能分析
通过上述实施例1,确定本发明的方法在35℃的条件下执行,分析了利用本发明的方法的试样分析的精确度和准确度。
精确度按照制造批次(Between-lot)、受试者(Between-person)、同一批次的重复次数/天数(Between-day)以及同一批次的执行场所(Between-site)分析了对标准物质的测定结果。
【表1】
精确度分析
*变动系数:相对于平均的标准偏差的百分比(%)
其结果,可以确认在上述表1那样的多种条件下不同批次、不同受试者、不同重复天数以及不同场所的测定结果没有大的差异。另外,用3个批次的产品对3种浓度的标准物质重复测定10次的结果,如下述表2所示,证实了回收率为97~100%水平,可知测定为与标准物质浓度相同的数值。由此,可知本发明的维生素D测定方法的准确度优异。
【表2】
准确度分析
*回收率:测定值的平均/标准物质浓度×100
实施例3.比较相关性
对45个血清样本,利用本发明的荧光测定设备和作为免疫化学分析设备的Cobase 411(罗氏,瑞士)测定维生素D的浓度,并对其进行比较分析。其结果,如图3所示,两设备的定量分析结果值显示出Y=1.1629X-0.2829的线性回归式,相关系数R显示出0.9551。由此可知本发明的测定值与基准设备的测定值相比没有大的差异。
Claims (4)
1.一种在侧流筒中利用了荧光测定法的维生素D的快速定量方法,其中,包括:
(a)混合生物试样和释放缓冲液并在32~37℃反应3~7分钟而制备第一反应物的步骤;
(b)在所述(a)步骤的第一反应物中添加检测缓冲液并在32~37℃反应13~17分钟而制备第二反应物的步骤;以及
(c)将所述(b)步骤的第二反应物载入侧流筒中并反应6~10分钟后用荧光测量仪测定荧光强度的步骤;
所述(a)步骤的释放缓冲液包含0.4~0.6N的氢氧化钠和35~45%(v/v)的二甲基亚砜即DMSO。
2.根据权利要求1所述的在侧流筒中利用了荧光测定法的维生素D的快速定量方法,其特征在于,所述维生素D为25-羟基维生素D即25-OH-D。
3.根据权利要求1所述的在侧流筒中利用了荧光测定法的维生素D的快速定量方法,其特征在于,所述(b)步骤的检测缓冲液包含经荧光标记的抗-25-羟基维生素D抗体。
4.根据权利要求1所述的在侧流筒中利用了荧光测定法的维生素D的快速定量方法,其特征在于,所述(c)步骤的侧流筒呈测试条形式,并依次具备:试样注入部,用于注入试样;检测线,位于从所述试样注入部隔开规定间距的位置,且固定有牛血清白蛋白与25-羟基维生素D的复合体;对照线,固定有兔IgG。
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