CN110187114A - 一种肉眼直接计数h9n2禽流感病毒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了M13@GNP指示探针及其制备方法,所述M13@GNP指示探针为蛋白G包被的金纳米颗粒与M13单克隆抗体及H9N2单克隆抗体结合,再与M13噬菌体结合形成。本发明还公开了一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法。本发明的目的在于建立一种基于噬菌体@金纳米探针能肉眼直接计数H9N2流感病毒的检测方法,该方法能够对样品中的H9N2流感病毒进行检测和定量,缩短检测周期,简化检测过程,提高检测手段的普遍适用性,利于实地现场检测,从而精确、敏感、简便地检测H9N2流感病毒的存在,及时防控,意义重大。
Description
技术领域
本发明属于病原体检测领域,涉及一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,具体涉及一种利用噬菌体@金纳米探针肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法。
背景技术
H9N2病毒是禽流感病毒的一种亚型,在我国鸡群中广泛传播,给家禽业造成了巨大的经济损失。尽管H9N2禽流感病毒只是偶尔会传染给人类。但它的传播仍然会对人类健康构成严重的威胁。例如,1997年香港爆发致命的人类H5N1型流感病毒,可追溯到一种鹌鹑H9N2病毒的内部基因。此外,H7N9病毒是一种从H9N2病毒中获得内部基因片段的新型重组病毒,在中国引发了数次人类流感流行。同样,从一名中国女性患者身上分离到的新型禽流感病毒H10N8的基因序列分析显示,其6个内部基因片段来自H9N2病毒。因此,在活禽市场上传播的H9N2病毒及其衍生的重组病毒对人类健康和食品安全构成巨大威胁。为此,迫切需要一种简单、灵敏的检测方法,来检测H9N2以及具有大流行潜力的其他相关AIV。
在过去的几十年里,关于流感病毒的检测,人们研发出各种各样的诊断方法,包括金标准方法:鸡胚病毒扩增后的凝血实验、抗原免疫检测和聚合酶链反应(PCR)。其中,血凝实验需要通过鸡胚接种大量流感病毒。然而,病毒的传播和分离过程不仅耗时,而且劳动强度大,这限制了它在临床上快速诊断的实现。此外,用于确定阳性结果的血凝试验(HA)不是鉴定试验,判定结果在很大程度上容易受到主观因素的影响,其用于抗原免疫检测,虽然特异性高,但灵敏度有限。PCR及荧光定量PCR相关的检测技术要求具备较昂贵的一起,技术人员训练有素,环境清洁,灵敏度高,但在欠发达地区使用受到限制。
发明内容
发明目的:为了解决现有技术存在的问题,本发明利用M13丝状噬菌体能够在含有IPTG/X-Gal的LB琼脂板上形成蓝斑的特性,结合金纳米材料与磁纳米材料,开发了一种可以直接目测H9N2病毒计数的方法。本发明的目的在于建立一种基于噬菌体@金纳米探针能肉眼直接计数H9N2流感病毒的检测方法,该方法能够对样品中的H9N2流感病毒进行检测和定量,缩短检测周期,简化检测过程,提高检测手段的普遍适用性,利于实地现场检测,从而精确、敏感、简便地检测H9N2流感病毒的存在,及时防控,意义重大。
技术方案:为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:M13@GNP指示探针,所述M13@GNP指示探针为蛋白G包被的金纳米颗粒与M13单克隆抗体及H9N2单克隆抗体结合,再与M13噬菌体结合形成。
本发明内容还包括所述的M13@GNP指示探针的制备方法,包括以下步骤:
1)金纳米颗粒的清洗:将包被有蛋白G的金纳米颗粒进行清洗获得分散性较均一的纳米材料;
2)抗体的偶联:将M13单克隆抗体和H9N2抗体和步骤(1)中清洗后的金纳米颗粒混合进行亲和偶联,常温孵育1-6h;离心去除未结合的抗体,用含BSA的PBS溶液洗涤后重悬于PBS溶液中,得到GNP探针;
3)M13@GNP指示探针的制备:取步骤(2)中GNP探针与M13噬菌体混合,室温下孵育,经过离心处理后将沉淀重悬于PBS中,得到M13@GNP探针。
其中,所述M13单克隆抗体、H9N2抗体和清洗后的金纳米颗粒质量比为:1∶1∶1~2∶2∶5。
其中,所述步骤1)的金纳米颗粒粒径为15nm。
其中,步骤1)中的金纳米颗粒的清洗具体是:将包被有蛋白G的金纳米颗粒与含有BSA的PBS溶液进行混合,离心后弃上清,重悬于含有BSA的PBS溶液中,重复3次,获得分散性较均一的金纳米颗粒;
其中,BSA的体积浓度为1%,每次清洗的时间为10min,清洗次数为3次。
其中,所述步骤3)M13噬菌体的浓度为1011-1013PFU/mL。
其中,作为优选,所述步骤3)GNP探针100μL与10μL浓度为1011PFU/mL的M13混合,室温下孵育1h,经过离心处理后将沉淀重悬于100uL PBS中,得到M13@GNP探针。
本发明内容还包的M13@GNP指示探针在计数H9N2禽流感病毒中的应用。
本发明内容还包括一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,所述方法包括以下步骤:
a)将H9N2单克隆抗体跟包被有蛋白A的磁纳米颗粒偶联,构建能够特异性结合H9N2流感病毒的磁探针;
b)将步骤a)构建的磁探针与待测样品混合捕获待测样品中的H9N2流感病毒,加入PBS重悬磁探针得到溶液;
c)将所述的M13@GNP指示探针与步骤b)得到的溶液混合,作用30-60min后经磁力架分离,PBS重悬后,重悬液与M13宿主菌ER2738共同涂布于含有IPTG/X-Gal的LB的琼脂板上,计数蓝斑数。
本发明通过计数蓝斑数量换算H9N2流感病毒滴度,本发明构建了M13@GNP的指示探针以及用于结合H9N2流感病毒的磁探针,建立了肉眼计数H9N2流感病毒的检测体系,可用于精确定量样品中H9N2流感病毒滴度。
其中,所述步骤a)的包被有蛋白A的磁纳米颗粒即磁珠先进行如下清洗:将包被有蛋白A的磁珠与含有BSA的PBS溶液进行混合,磁分离后静置,弃上清,重悬于含有BSA的PBS溶液中,超声后磁分离,弃上清,洗涤后重悬于含有BSA的PBS溶液中,获得分散性较均一的磁珠;
其中,所述步骤a)中的H9N2单克隆抗体与包被有蛋白A的磁纳米颗粒的质量比为1∶1~2∶5。
其中,所述步骤a)中偶联时间为1-6h。
其中,所述步骤b)获待测样品为禽喉拭子、泄殖腔拭子或脏器组织中的一种。
其中,所述步骤b)磁探针添加量为每100μL样本溶液加入20μL磁探针。
其中,所述步骤b)磁探针捕获H9N2禽流感病毒的时间为30-60min。
其中,所述步骤c)M13@GNP指示探针与步骤b)得到的溶液体积比为5∶1。
有益效果:与现有技术相比,本发明的优点是:本发明提供的利用噬菌体@金纳米探针肉眼直接计数H9N2流感病毒的方法,核心技术为M13噬菌体蓝斑计数及磁探针分离技术。利用M13噬菌体在宿主菌存在条件下在含有IPTG/X-Gal的LB琼脂板上形成蓝斑的特性,通过构建噬菌体@金探针作为指示探针与待测病毒进行定量关联,利用磁探针捕获H9N2禽流感病毒,通过计数噬菌体蓝斑对病毒进行肉眼定量;操作简单、无需昂贵仪器且具有较高的灵敏度,适用于实地现场作业。本发明结合金纳米材料与磁纳米材料,开发了一种可以直接目测H9N2病毒计数的方法,其灵敏度可达到50PFU/mL。
附图说明
图1噬菌体@金纳米探针计数H9N2流感病毒原理示意图;
图2验证金纳米颗粒与两种抗体结合的SDS-PAGE图;其中Marker为预染蛋白标记,1为2μg15nm金纳米颗粒;2为4μg鼠抗g8p抗体上样量;3为4μg鼠抗HA抗体上样量,4为20uLGNP探针上样量;
图3验证磁珠与鼠抗HA抗体结合的SDS-PAGE图;其中Marker为预染蛋白标记,1为10μL200nm磁珠;2为2μg鼠抗HA抗体上样量;3为10μL磁探针上样量;
图4 M13@GNP指示探针透射电镜图;
图5磁探针与H9N2禽流感病毒结合的透射电镜图;
图6重悬复合物在含有IPTG/X-Gal的LB琼脂板上形成蓝斑图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步说明,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干变型和改进,这些也应视为属于本发明的保护范围。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。
本发明实施例中包被有蛋白G的金纳米颗粒购自美国Creative Diagnostics公司,货号:GCG-15;包被有蛋白A的磁纳米材料购自日本TAMAGAWA公司,货号:TAS8848N1172;鼠抗H9N2HA单克隆抗体购自美国Sino Biological公司,货号:11229-MM09;鼠抗M13g8p单克隆抗体购自英国abcam公司,货号:ab9225;M13噬菌体为实验室保存毒种,宿主菌ER2738为实验室保存菌株,H9N2禽流感病毒、H1N1流感病毒均为实验室保存毒种;磁力分离器购自美国Promega公司;Hula Mixer购自life technology公司(挪威);超声仪购自中国昆山市超声仪器有限公司。所有实施例中的PBS浓度为1M,PH值为7.2~7.4。
实施例1 M13@GNP探针和磁探针的制备
1、金纳米颗粒的清洗
将100μL商品化包被有蛋白G的直径为15nm的金纳米颗粒加入500μL含1%BSA的PBS的1.5mL离心管中,混匀,放入Eppendorf 5424离心机,10000rpm离心10min,弃去上清;再向离心管中加入500μL含1%BSA的PBS,重复操作三次;再次加入100μL含1%BSA的PBS,超声振荡,充分混匀,待用;
2.磁珠的清洗
将10μL商品化包被有蛋白A的直径为200nm磁珠加入500μL含1%BSA的PBS的1.5mL离心管中,超声振荡5min,混匀,放入磁力分离器上,待磁颗粒吸附完全,弃去上清;再向离心管中加入500μL含1%BSA的PBS,重复操作三次;再次加入200μL含1%BSA的PBS,超声振荡,充分混匀,待用;
3.抗体的偶联
分别将5μL商品化鼠抗HA单克隆抗体和5μL鼠抗M13 g8p单克隆抗体加入步骤1中清洗后的100uL金纳米颗粒混合,进行亲和偶联,超声振荡混匀后,在Mixer中室温下旋转振荡孵育4h;结合反应完成后,7000rpm离心10min,弃去上清,然后用含1%BSA的PBS溶液洗涤,重悬于PBS溶液中,获得能结合M13噬菌体和H9N2禽流感病毒的GNP探针;将5μL商品化鼠抗HA单克隆抗体和步骤2中清洗后的200μL磁珠混合,进行亲和偶联,超声振荡混匀后,在Mixer中室温下旋转振荡孵育4h;结合反应完成后,放入磁力分离器中,待吸附完全,弃去上清,然后用含1%BSA的PBS溶液洗涤,重悬于PBS溶液中,获得具有特异捕获能力的磁探针;
4.抗体偶联效率的测定
分别取与金纳米颗粒偶联抗体前后的溶液及包被蛋白A的磁珠偶联前后的抗体溶液,SDS-PAGE法检测金纳米颗粒或磁珠与抗体偶联效率:置于95℃左右的沸水中变性5min,离心10s,120V SDS-PAGE电泳,结果如图2和图3所示,金纳米颗粒和磁珠都能较高效率捕获抗体。
5.GNP探针与M13噬菌体结合
取步骤3中GNP探针100μL与10μL浓度为1011PFU/mL的M13噬菌体混合,室温下孵育1h,经过离心处理后弃去上清,将沉淀重悬于100μL PBS中,得到M13@GNP探针;如图4所示,透射电镜结果显示M13与GNP形成良好的M13@GNP探针。
实施例2磁探针对H9N2禽流感病毒的捕获
取20μL的鼠抗HA抗体包被的磁探针分别与四种不同病毒滴度100μL待测样品(浓度分别为5PFU/mL,50PFU/mL,500PFU/mL,5000PFU/mL,命名为样品1,样品2,样品3,样品4),同时以5000PFU/mL浓度的H1N1病毒作为阴性对照、PBS作为空白对照来评价磁探针的特异性,在Mixer中室温下旋转振荡孵育1h;结合反应完成后,放入磁力分离器中,待吸附完全,加入500μL的PBS洗涤探针,重复操作三次,加入100μL PBS重悬磁探针得到溶液。如图5所示,透射电镜结果显示磁探针较好的捕获到H9N2禽流感病毒。
实施例3 M13@GNP探针与磁探针所捕获H9N2禽流感病毒结合计数
取实施例1中的M13@GNP探针100μL分别与实施例2中四种样品及阴性对照、空白对照的20μL溶液混合,室温孵育1h,用含1%BSA的PBS溶液洗涤经磁力架分离后重悬于PBS中,取10μL重悬液与10μL的M13宿主菌ER2738共同涂布与含有IPTG/X-Gal的LB琼脂板上,37℃培养箱培养8小时观察并分别计数蓝斑数。如图6所示,混合液在含有IPTG/X-Gal的LB琼脂板上形成蓝斑。结果如图6,通过计数,样品1病毒浓度为5PFU/mL的时候蓝斑数为13个,样品2病毒浓度为50PFU/mL的时候蓝斑数为27个,样品3病毒浓度为500PFU/mL的时候蓝斑数为246个,样品4病毒浓度为500PFU/mL的时候蓝斑数为2504个。阴性对照H1N1病毒对应的蓝斑数为6个,PBS空白对照组对应的蓝斑数为4个,以阴性对照或者空白对照结果为背景信号,当待测样品中病毒浓度低至5PFU/mL时,结果不可信,由此我们的检测方法灵敏度为50PFU/mL,如此通过计数蓝斑个数来达到定量病毒的目的。
上述仅为本发明优选的实施例,并不限制于本发明。对于所属领域的技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施例来举例说明。而由此方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.M13@GNP指示探针,其特征在于,所述M13@GNP指示探针为蛋白G包被的金纳米颗粒与M13单克隆抗体及H9N2单克隆抗体结合,再与M13噬菌体结合形成。
2.权利要求1所述的M13@GNP指示探针的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
金纳米颗粒的清洗:将包被有蛋白G的金纳米颗粒进行清洗获得分散性较均一的纳米材料;
抗体的偶联:将M13单克隆抗体和H9N2抗体和步骤(1)中清洗后的金纳米颗粒混合进行亲和偶联,常温孵育1-6 h;离心去除未结合的抗体,用含BSA的PBS溶液洗涤后重悬于PBS溶液中,得到GNP探针;
M13@GNP指示探针的制备:取步骤(2)中GNP探针与M13噬菌体混合,室温下孵育,经过离心处理后将沉淀重悬于PBS中,得到M13@GNP探针。
3.根据权利要求2所述的M13@GNP指示探针的制备方法,其特征在于,所述步骤1)的金纳米颗粒粒径为15 nm。
4.根据权利要求2所述的M13@GNP指示探针的制备方法,其特征在于,所述步骤3)M13噬菌体的浓度为1011-1013PFU/mL。
5.权利要求1所述的M13@GNP指示探针在计数H9N2禽流感病毒中的应用。
6.一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
将H9N2单克隆抗体跟包被有蛋白A的磁纳米颗粒偶联,构建能够特异性结合H9N2流感病毒的磁探针;
将步骤a)构建的磁探针与待测样品混合捕获待测样品中的H9N2流感病毒,加入PBS重悬磁探针得到溶液;
将权利要求1所述的M13@GNP指示探针与步骤b)得到的溶液混合,作用30-60min后经磁力架分离,PBS重悬后,重悬液与M13宿主菌ER2738共同涂布于含有IPTG/X-Gal的LB的琼脂板上,计数蓝斑数。
7.根据权利要求6所述的一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,其特征在于,所述步骤a)中的H9N2单克隆抗体与包被有蛋白A的磁纳米颗粒的质量比为1:1-2:5。
8.根据权利要求6所述的一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,其特征在于,所述步骤a)中偶联时间为1-6 h。
9.根据权利要求6所述的一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,其特征在于,所述步骤b)获待测样品为禽喉拭子、泄殖腔拭子或脏器组织中的一种。
10.根据权利要求6所述的一种肉眼直接计数H9N2禽流感病毒的方法,其特征在于,所述步骤b)磁探针捕获H9N2禽流感病毒的时间为30-60min。
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