CN110514831B - 一种布鲁氏菌bp26蛋白表位融合蛋白的胶体金快速检测试纸条及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种布鲁氏菌bp26蛋白表位的融合蛋白的免疫层析试纸条,所述布鲁氏菌病胶体金免疫层析试纸条设有样品垫、PVC底板、胶体金垫、测试线、控制线、硝酸纤维素膜(NC膜)、吸水垫。本发明的重组蛋白和试纸条可用于各种标本中布鲁氏菌病的检测。检测时所需的标本量极小,不需要特殊仪器,肉眼直接判读结果,且检测简便快速,特异性强,灵敏度高,准确可靠,成本低,应用广泛。
Description
技术领域
本发明属于生物检测领域,涉及布鲁氏菌外膜蛋白bp26基因工程抗原的制备及其应用,尤其涉及一种布鲁氏菌bp26蛋白表位的融合蛋白的胶体金快速检测试纸条及其应用。
背景技术
布鲁氏菌病是全世界广泛分布的由布鲁氏菌引起的以流产和发热为特征的人兽共患病。近几年,布鲁氏菌病的感染率发病率越来越高,但检验技术却仍然落后,经常出现漏检、误检现象。目前,检验布鲁氏菌感染大多数是细菌学检测,此方法费时费力,不能做到早期快速诊断,也不能适应大规模的基层检测。因此加强该病的血清学诊断技术显的尤为重要。目前,免疫胶体金法作为新兴的快速检测法因其具有的简便、快速、敏感、无特殊仪器等优点,可以用于人及多种动物的快速检测。
bp26蛋白敏感性强,特异性好,易于检测,是一种重要的布鲁氏菌诊断抗原,但是国外却有报道指出 bp26抗原基因有一定的缺失和弱化的现象,故利用原始的bp26蛋白用作胶体金免疫层析试纸条的效果并不好。关于bp26蛋白的表位研究,Patricia Seco-Mediavilla 等人构建了系列的截短多肽的表达质粒,并表达纯化融合蛋白对抗bp26单克隆抗体进行表位筛选,但是筛选出来的抗原表位段并不明确。
然而在基层诊疗机构和畜牧兽医站缺少分子生物学检测与ELISA检测的仪器设备和专业技术人员,而且这两种方式又存在着检测时间长,短时间内难以给出检测结果,在老少边穷地区尤其是布鲁氏菌病高发地区很难推广使用。因此,开发一种具有简单经济、方便快速的检测方式对该病控制治疗显得尤为重要。以免疫层析法为代表的即时检测技术(point of care test,POCT),由于其小型化的仪器或无需仪器设备、简单的操作和检测报告的即时化,使基层诊疗机构的布鲁氏菌病快速筛查成为了可能。因为简单(试纸条的形式呈现)、快捷(一个测试仅仅需要5min)、经济并且易于使用,免疫层析检测技术已经广泛应用于环境检测;动植物检疫;食品安全;临床诊断等方面。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种快速、高灵敏的免疫检测产品及方法,实现高效、高密度的免疫检测。
本发明的一个目的在于提供一种布鲁氏菌bp26蛋白表位的融合蛋白。
本发明选择BP26基因的表达蛋白,分析该蛋白的可能的B细胞抗原表位,最终选择7个对应氨基酸序列片段,通过两个丙氨酸将这7个抗原表位进行连接,已避免抗原表位的相互影响,最终的氨基酸序列与BP26蛋白的对应关系如下:27-51,GG,66-78,GS,89-125,GG,151-175,GS,186-193,GG,204-213,GS,224-240。(其中数字为对应原始氨基酸序列位置)。将这7段反推出碱基序列,并进行密码子优化,使之适合原核表达及原核的密码子偏向性。将新的基因序列构建原核表达使之带有His标签方便纯化。通过上述研究工作,获得了一个表达含量高,易于纯化,且具有BP26抗原性的新型重组蛋白分子,应用到布病的抗体监测中,可以检测布病特异性抗体的存在。
优选的,所述的一种布鲁氏菌bp26蛋白表位的融合蛋白的DNA序列为如SEQ IDNO.1所示;
进一步的,本发明提供上述bp26蛋白表位的融合蛋白在制备诊断、预防或治疗布鲁氏菌病诊断试剂或药物中的应用。
进一步的,本发明提供一种利用上述bp26重组蛋白制备的布鲁氏菌病胶体金免疫层析试纸条。
进一步的,所述布鲁氏菌病胶体金免疫层析试纸条设有样品垫、PVC底板、胶体金垫、测试线、控制线、硝酸纤维素膜(NC膜)、吸水垫。
产品以试纸条的形式存在时,可将本发明bp26重组蛋白置于检测线,用于捕获目标分子,采用金标纳米粒子等进行检测;进一步的,当复合物融合不同的功能配体时,可实现多种目标分子的同时检测。
本发明提供了一种采用胶体金免疫层析技术建立弓形快速检测试剂,可用于全血、血清、血浆及脑脊液等标本中布鲁氏菌病的检测。检测时所需的标本量极小,不需要特殊仪器,肉眼直接判读结果,且检测简便快速,特异性强,灵敏度高,准确可靠,成本低,应用广泛。
有益效果
本发明的布鲁氏菌bp26蛋白表位,为bp26蛋白的核心表位,而重组的bp26 蛋白因其具有的众多优点如:bp26 具有布鲁氏菌属抗原中游离出来的有效成分;获得重组的bp26 蛋白耗时少且产量高且可以避免布鲁氏菌活菌的培养及控制等等。通过亲和层析获得该蛋白的纯度可达85%。经Western-blot 的结果验证,此蛋白具有一定的免疫原性,可以作为诊断抗原。
利用重组bp26蛋白作为检测抗原,使用最经典的柠檬酸三钠还原法制备了胶体金颗粒,完成了布鲁氏菌病免疫层析试纸条的研制与猪布鲁氏菌阳性血清可发生特异性结合,初步建立了诊断布鲁氏菌病的快速诊断方法。
附图说明
图1 PET28(a)-SAG蛋白表达结果,其中,M:蛋白标志物;0h:无IPTG诱导;1h-8h:IPTG诱导后1-8h。
图2 PET28(a)-bp26纯化结果,其中,M:蛋白标志物;1:纯化前超声破碎后的上清液;2:加样后的流穿液;3:Binding Buffer洗涤后流穿液;4:Elute Buffer洗脱后的蛋白。
图3 Western blot鉴定结果 M:蛋白标志物;1:重组蛋白与小鼠布鲁氏菌病阳性血清反应结果。
图4胶体金免疫层析试纸条示意图,其中,1、样品垫;2、PVC底板;3、胶体金垫;4、测试线;5、控制线;6、硝酸纤维素膜(NC膜);7、吸水垫。
图5试纸条反应结果,其中,A-C:重组蛋白划线量分别为0.375mg/mL、0.75 mg/mL、1.5 mg/mL,血清稀释度为1:10。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。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试验材料,如无特殊说明, 均为自常规生化试剂商店购买得到的。
实施例1布鲁氏菌bp26重组基因的构建表达及活性鉴定
从GenBank中查出已公布的编码布鲁氏菌表面抗原的bp26基因序列,分析此基因序列的T细胞抗原表位,将其27-51,GG,66-78,GS,89-125,GG,151-175,GS,186-193,GG,204-213,GS,224-240进行融合,合成新的bp26基因序列,将序列交由苏州金唯智生物科技有限公司合成,合成后的序列总长度为456bp,GC%为57.46%,如SEQ ID NO.1所示。
得到目的基因与PET-28a(+) 载体连接的重组质粒。将重组质粒转化至BL21(DE3)感受态细胞,挑取完整单个菌落于含卡纳青霉素的LB液体培养基中,37 ℃培养至菌液OD600值达0.6~0.8时,按终浓度1mmol/ L加入IPTG进行诱导,4h后收获菌液,使用His亲和层析柱对表达的重组蛋白进行纯化,Western blot检测重组蛋白的免疫原性。经SDS-PAGE电泳显示,pET-28a(+)-bp26能够在大肠杆菌BL21(DE3)中表达出蛋白,且在1h时便表达出大量蛋白,蛋白大小约为24kDa,与预期相符(图1)。表达产物经His亲和层析柱纯化可以获得较多较纯的目的蛋白(图2)。Western blot结果显示,重组蛋白能够与小鼠阳性血清发生特异性结合,具有较好的免疫原性(图3)。
实施例2 胶体金免疫层析试纸条的制备
1、蛋白表达:如实施例1所述表达、纯化重组蛋白rBP26。
2、 硝酸纤维素膜的点样:将rBP26稀释至0.5mg/ml,用于检测线(T线)的划线,将小鼠抗His标签单克隆抗体稀释至0.5mg/ml用于控制线(C线)的划线。将NC膜贴于底板上,之后用胶体金点样系统进行划线,划线量均为1µl/cm,划线后将底板放置于37℃烘箱中烘干2小时,密封于锡箔袋,内置干燥剂,有效期为15个月。
3、 制备胶体金:按照柠檬酸钠还原法烧制胶体金: 烧制及贮存胶体金的所有玻璃器皿应洁净。 取烘干后的三角烧瓶加入去离子水和终浓度为0.01%的氯金酸,加热至沸腾。快速加入1.5倍氯金酸体积的1%的柠檬酸三钠,观察颜色变化,可观察到溶液由淡黄色变成黑色、深紫色、最后逐渐稳定成稳定的红色,约3分钟后颜色趋于稳定。继续煮沸15分钟,冷却至室温后用去离子水恢复到原体积。
4、 胶体金与抗原的标记:重组链球菌蛋白G的胶体金标记。将制备的胶体金溶液用K2CO3调节至pH为5.0,逐滴加入重组链球菌蛋白G,使其终浓度为10µg/ml,室温震荡15分钟,静置15分钟。在溶液中加入10mL10%PEG20000稳定液,使其终浓度为1%,室温震荡15分钟,静置15分钟。11000r/min离心40分钟,弃上清,沉淀用复溶液复溶至原溶液体积的1/5,颜色应为均匀的酒红色。金标垫的制备。浸金法制备金标垫,将制备好的胶体金探针均匀滴加于金标垫上,使1.0cm2的金标垫中含有100µl胶体金探针。将金标垫放置于多功能冻干机中真空干燥,冻干完毕后,密封于锡箔袋,内置干燥剂,有效期为15个月。
5、 制备布病检测试剂条:按图4所示制备试纸条,将重组rBP26蛋白稀释为1.5mg/mL、0.75mg/mL以及0.375mg/mL三种浓度。NC膜贴于底板上,以重组rBP26蛋白为检测线(T线),蛋白rSPG为控制线(C线),在胶体金点样系统上点样,划线量为1μL/cm。划线后的NC膜底板置于37℃烘箱,过夜烘干。依次把金标垫、样品垫、吸水纸贴于底板上,用金标切条机切条,宽度为3mm。试纸条放入密封试纸筒中,并加入干燥剂4℃密封保存。
6、 试纸条判定标准的建立布病抗体检测试纸条采用胶体金免疫层析技术,当试纸条插入阳性样品后,样品中的IgG与金标垫上金标记的具有His标签的r-SPG蛋白结合形成复合物,复合物在包被膜迁移的过程中,样品中特异性的IgG与检测线(T)上的rBP26形成金标记His- r-SPG蛋白-IgG-抗原复合物,在检测线处显色,随后在控制线处富余的金标记His-r-SPG蛋白-IgG复合物与控制线处的小鼠抗His标签单克隆抗体形成小鼠抗His标签单克隆抗体-金标记His-r-SPG蛋白-IgG复合物,从而使控制线(C)显色,反之,阴性样品时,检测线(T)无抗原,就不能形成金标记His- r-SPG蛋白-IgG-抗原复合物,检测线(T)也就不显色,只能与控制线上的小鼠抗His标签单克隆抗体结合形成小鼠抗His标签单克隆抗体-金标记His-r-SPG蛋白复合物而显色。所以,我们制定了试纸条的结果判定标准为: 阳性检测线处(T)和控制线处(C)各出现一条紫红色条带,判定为阳性;阴性仅在控制线处(C)出现一条紫红色条带,检测线(T)处未出现一条紫红色条带,判定为阴性。无效在控制线处(C)无明显条带出现,判定为无效。
7、胶体金试纸条的结果检测
取布鲁氏菌小鼠阳性血清以1:10、1:20、1:50、1:100的稀释度稀释。将稀释好的阳性血清分别滴于样品垫上,静置观察。若T、C线均显色,则结果为阳性;若只有C线显色,则结果为阴性;若只有T线显色,则试纸条无效(图5)。
结果显示(表1),该试纸条与布鲁氏菌阳性血清能够发生反应。其中蛋白量为1.5mg/mL反应迅速且明显,蛋白量为0.75mg/mL有反应但不明显重组蛋白量为0.375mg/mL的试纸条反应则不明显,故判断重组蛋白的划线最佳浓度约为1.5mg/mL;根据不同浓度的血清检测结果,可得血清最佳稀释度为1:10。
表1 不同浓度标记的重组蛋白与不同稀释倍数的阳性血清反应结果
8、 试纸条敏感性。采用试制的3批布病抗体检测试纸条对已知阴性样品、发病动物血清样品进行检测,结果显示,检测10份已知阴性血清样品,结果均为阴性;对20份已知发病动物血清样品检出率为100%(20/20)。
以上全面描述了本发明的优选实施例,但是可对它们进行各种替代和修改。因此,不应参照以上描述来决定本发明的范围,而是应参照所附权利要求书及其全部等同物来决定本发明的范围。任何特征,(不论是否为优选)均可与任何其他特征(不论是否为优选)相结合。本发明的权利要求书不应被理解为具有方法+功能的限制,除非在某一权利要求中通过术语“…的方法”明确地列举出此类限制。
<110>中国农业科学院上海兽医研究所(中国动物卫生与流行病学中心上海分中心),尼沃诺斯(苏州)生物工程有限公司
<120>一种布鲁氏菌bp26蛋白表位融合蛋白的胶体金快速检测试纸条及其应用
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211>456
<212> DNA
<213> BP26蛋白全长序列
<400>GGATCCTTTGCACAGGAAAATCAGATGACCACCCAGCCGGCACGCATTGCCGTTACCGGTGAAGGCATGATGACCGCCAGCGGTGGTAAAAC CGCCCGTGAAGCCATGACCGCCAATAATGAAGCCGGCAGCGCCGGTATTGAAGATCGTGATCTGCAGACCGGCGGCATCAACATCCAGCCGA TCTATGTGTACCCTGACGACAAGAACAACCTGAAGGAGCCGACCATTACCGGCTATAGCGGCGGTGGCGTTAACCAGGGCGGTGATCTGAAC CTGGTTAACGACAACCCGAGCGCCGTGATTAATGAAGCCCGCAAACGCGGCAGTACCCTGGCCGATGCAGCAGGTGTGGGTGGTTTAAGCCG CCCGCCGATGCCGATGCCGATTGGTAGTGCAGCCCCGGATAATAGCGTGCCGATTGCCGCCGGCGAAAATAGCTACAATTAAAAGCTT
Claims (2)
1.一种布鲁氏菌病胶体金免疫层析试纸条,所述试纸条设有样品垫、PVC底板、胶体金垫、检测线、控制线、硝酸纤维素膜、吸水垫,其中融合蛋白置于检测线,用于捕获目标分子,采用金标纳米粒子进行检测,所述融合蛋白是布鲁氏菌bp26蛋白表位的融合蛋白rBP26,其DNA序列如SEQ ID NO.1所示。
2.权利要求1的布鲁氏菌病胶体金免疫层析试纸条在制备诊断布鲁氏菌病诊断试剂中的应用。
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GR01 | Patent grant | ||
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