CN110845620A - 一种水胺硫磷单克隆抗体及其在胶体金检测试纸的应用 - Google Patents

一种水胺硫磷单克隆抗体及其在胶体金检测试纸的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水胺硫磷单克隆抗体,其抗体重链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，其轻链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示；以及一种水胺硫磷单克隆抗体在胶体金检测试纸的应用，包括衬板和依次排列在衬板上的样品垫、金标结合垫、纤维素膜和吸水垫，所述金标结合垫内吸附有水胺硫磷金标抗体，所述纤维素膜上设置有互相平行的隐形检测线和隐形对照线，所述隐形检测线用水胺硫磷半抗原偶联的载体蛋白溶液印制，所述隐形对照线用兔抗鼠IgG抗体印制；无需专业操作人员及任何辅助类仪器，根据反应所显现的条带几分钟内即可判定结果，不仅操作简便、快速、结果直观准确、成本低，并且可以在室外进行检测。

Description

一种水胺硫磷单克隆抗体及其在胶体金检测试纸的应用
技术领域
本发明涉及农药残留免疫分析技术领域，具体涉及一种水胺硫磷单克隆抗体及其在胶体金检测试纸的应用。
背景技术
水胺硫磷(Isocarbophos)是一种广谱的有机磷杀虫剂，用于防治贮藏谷物中的害虫和各种叶类作物上的害虫，也用来防治蚊成虫、蝇类、水生幼虫和卫生害虫。其作用机理是抑制乙酰胆碱酯酶的活性。乙酰胆碱是神经递质，过量的乙酰胆碱过度刺激乙酰胆碱受体，导致靶生物死亡。然而，一些不是预定目标的生物也遭到了毒害，包括人、鱼等其他生物。
目前，对农药残留的检测方法主要是仪器分析方法和酶联免疫分析方法(ELISA)等。仪器分析方法包括高效液相色谱法(High performance liquid chromatography，HPLC)、气相色谱法(Gas chromatography，GC)、薄层色谱法(Thin layer chromatography，TLC)、液-质串联法(HPLC-MS)和气-质串联法(GC-MS)等，这些仪器分析方法虽然可以达到较高的检测灵敏度，但需要复杂昂贵的仪器设备及专业操作人员，加之样品前处理繁琐费时、检测费用高，难以满足快速、在线检测的需要。ELISA(Enzyme Linked ImmunosorbentAssay)方法是常用的免疫检测方法，但是其操作步骤相对较多，检测时间较长，检测结果不够直观，不能在线进行检测等缺陷。因而ELISA方法的应用受到很大的限制。
本发明的水胺硫磷胶体金试纸条，无需专业操作人员及任何辅助类仪器，根据反应所显现的条带几分钟内即可判定结果，不仅操作简便、快速、结果直观准确、成本低，并且可以在室外进行检测。
发明内容
本发明目的是：提供一种水胺硫磷单克隆抗体及其在胶体金检测试纸的应用。
本发明的技术方案是：一种水胺硫磷单克隆抗体,其抗体重链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，其轻链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
本发明还提供了一种水胺硫磷单克隆抗体在胶体金检测试纸的应用，包括衬板和依次排列在衬板上的样品垫、金标结合垫、纤维素膜和吸水垫，所述金标结合垫内吸附有水胺硫磷金标抗体，所述纤维素膜上设置有互相平行的隐形检测线和隐形对照线，所述隐形检测线用水胺硫磷半抗原偶联的载体蛋白溶液印制，所述隐形对照线用兔抗鼠IgG抗体印制。
进一步的：水胺硫磷半抗原偶联的载体蛋白是利用活泼酯法将O-乙基-O-(1-苯基-1,2,4-三唑-3-基)-N-(丁酸基)硫代磷酸酯与牛血清白蛋白(BSA)偶联的产物。
进一步的：所述水胺硫磷金标抗体为胶体金标记的水胺硫磷单克隆抗体。
进一步的：所述衬板由不吸水的韧性材料制成，所述吸水垫为吸水滤纸垫或滤油纸垫，所述样品垫为玻璃纤维棉垫和/或尼龙膜垫和/或聚偏二氟乙烯膜垫和/或聚酯膜垫。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1)特异性强，敏感性高。本胶体金试纸条以胶体金标记高亲和力的单克隆抗体为基础制备而成，具有较强的特异性和较高的敏感性，检出最低限量可达到2ng/mL。
2)简便、快速。在使用本胶体金试纸条时，无需任何其他辅助仪器，可现场操作，只要将检测样加入样品垫，在3至5分钟内即可判定检测结果。
3)结果显示形象、直观、准确。胶体金试纸条的检测结果以纤维素膜上的显色情况来判断。如果样品中有待测物时，待测物和金标抗体结合形成抗原－金标抗体复合物，并且继续上移，遇隐形检测线T线不显色或者显色很弱即表示检测样品阳性或者弱阳性；如果样品中没有待测样品时，金标抗体继续上移，遇隐形检测线T线显示一条清晰红线即表示检测样品阴性。隐形对照线C线颜色的有或无表示此试纸条的有效或无效。结果判定形象、直观、准确、简单明了。
4)节省费用，适用范围广，便于推广。使用胶体金试纸条进行检测，比使用仪器和ELISA试剂盒检测进行检测的费用大幅降低。再者，试纸条的使用范围广，可满足不同层次人员的需要，便于推广应用，具有广阔的市场前景和明显的经济和社会效益。
本发明的水胺硫磷胶体金试纸条，无需专业操作人员及任何辅助类仪器，根据反应所显现的条带几分钟内即可判定结果，不仅操作简便、快速、结果直观准确、成本低，并且可以在室外进行检测。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为水胺硫磷胶体金检测试纸条俯瞰结构示意图；
图2为水胺硫磷胶体金测试纸条剖面结构示意图；
其中：1：衬板，2：样品垫，3：金标结合垫，4：纤维素膜，5：隐形检测线，6：隐形对照线，7：吸水垫，8-1：样品浸入端保护膜，8-2：手柄端保护膜，9：标识线；
图3为水胺硫磷胶体金检测试纸条结果判定示意图；
其中，A为阴性样品检测结果，B为弱阳性样品检测结果，C为强阳性样品检测结果，D和E为试纸条失效示意。
具体实施方式
实施例：1、水胺硫磷半抗原(O-甲基-O-(2-异丙氧基羰基苯基)-N-(3-羧基丙基)硫代磷酸胺)的合成：
①O-甲基-O-(2-异丙氧基羰基苯基)硫代磷酸胺的合成。在反应瓶中加入2.47g(15mmol)O-甲基硫代磷酰二氯，4.27g(30mmol)研细的K2CO3和0.8ml乙腈，揽拌，冷却至10℃以下，滴加含1.8g(10mmol)水杨酸异丙酷的乙腈(0.4ml)溶液，室温下继续搅拌30分钟，减压蒸去溶剂，柱层析分离(silicagel,2：1hexanes-benzene)，得无色液体产物(a)2.85g(产率为92.5％)。
②O-甲基-O-(2-异丙氧基羰基苯基)-N-(3-羧基丙基)硫代磷酸胺的合成。在反应瓶中加入0.65g(2.1mmol)O-甲基-O-(2-异丙氧基羰基苯基)硫代磷酰氯(a)和3ml甲醇，冰水浴冷却，滴加由0.32g(5.72mmol)KOH、0.268g(2.6mmol)4-氨基丁酸和1.7ml甲醇构成的混合溶液，室温下继续揽拌10分钟，反应混合物用IN HC1-氯仿萃取，萃取液经无水硫酸钠干燥后，减压蒸去溶剂，柱层析分离(silicagel，chloroform/ethylacetate/acetic acid,65:35:1)，得无色液体产物0.6g(产率为76％)。
2、水胺硫磷半抗原与载体蛋白偶联
利用活泼酯法(Active Ester method，简称AE法)将具有羧基末端(-COOH)的半抗原偶联到大分子的蛋白质上。分别称取0.1mmol半抗原与0.1mmol NHS，用600μl DMF溶解于反应装置中；称取0.1mmol DCC，用400μl DMF溶解；将DCC/DMF溶液缓慢滴加到上述反应装置中。在磁力搅拌下室温密封反应7小时。反应终液置4℃冰箱冷却2小时以上，经8000rpm离心5分钟，取上清活泼酯液十分缓慢的加入到5ml 15mg/ml的BSA蛋白中，反应在磁力搅拌下室温搅拌4小时。待反应完成后，将反应液置于透析袋内，于0.02mol/L pH6.8的PB缓冲液中4℃搅拌透析，每四小时换一次透析液，共透析60小时。透析结束后将透析袋中的液体取出，经4℃12000rpm离心5分钟，取上清分装保存于-20℃冰箱中。
同法，用OVA或HAS代替BSA制备人工抗原HAPTEN-OVA或HAPTEN-HAS。
3、抗水胺硫磷单克隆抗体的制备
以50μg～100μg每只的抗原量免疫6～8周龄健康的雌性BALB/c小鼠。每次间隔时间为2～3周，最后一次超强免疫后3天，无菌条件下取出小鼠脾细胞，将小鼠脾细胞与骨髓瘤细胞SP2/0以5︰1的细胞数量用PEG介导的方法融合。融合后置于37℃、5％CO2培养箱中培养。培养至细胞长满培养孔1/3～1/2时，用间接竞争ELISA法选择强阳性、抑制率高、细胞生长旺盛的孔进行3次优先稀释克隆，然后扩大培养，建立杂交瘤细胞株。将特异性的细胞株移入高密度细胞培养器(CELLINE 350)中培养，收集细胞培养液并用Protein A进行抗体纯化，之后用超滤离心管去盐，冷冻抽干获得干粉状抗体，并于-20℃冻存备用。
4、抗体可变区氨基酸序列的测定
4.1提取mRNA
(1)收集细胞瓶里的杂交瘤细胞，弃上清，加TRIZOL试剂1ml，立即吹打。(观察：液体变粘稠，细胞脱壁)。
(2)将各孔内消化好的细胞裂解液吸到一DEPC处理过的1.5ml EP管中，加新开的氯仿0.2ml，轻摇20秒。
(3)室温静置5分钟后，12000rpm，15min，4℃，离心。然后取上清无色水相到EP管(DEPC处理过)，加等体积新开的异丙醇，颠倒离心管数次，混匀后室温下静置10分钟。
(4)12000rpm，10分钟，4℃，离心。观察总RNA在管底的白色沉淀，弃去上清，75％乙醇1.0ml洗涤(用DEPC水新配制)后，7500rpm，5min，4℃离心，重复两次洗涤。
(5)去上清，点离，用小Tip吸干液体。气干沉淀5-10分钟，DEPC处理水20-30ul加入，中枪打匀，55-60℃水浴10分钟溶解总RNA，测OD值。
(6)1.2％琼脂糖电泳,155，30min。
4.2反转录
用PrimeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser试剂盒(TaKaRa)反转录得到cDNA，-20℃冻存。
4.3DNA片段扩增及测序
用Trans-Tap酶试剂盒(北京全式金生物有限公司)，以cDNA为模板，进行PCR扩增，得到目的DNA片段，进行测序(北京六合华大基因科技股份有限公司上海分公司)。
PCR条件：
轻链：95℃，5min---94℃，30s---49℃，30s---72℃，30s---重复循环30次---72℃，8min---12℃，终止
重链：95℃，5min---94℃，30s---60℃，30s---72℃，30s---重复循环30次---72℃，8min---12℃，终止
4.4抗体可变区氨基酸序列的确定
经过翻译序列为：
(1)抗体重链可变区氨基酸序列为：
QVQLKQSGPGLVKPSQSLSLTCSVTGYSITSGYYWNWIRQFPGNKLEWMGYISYDGSNNYNPSLKNRISITRDTSKNQIFLKLNSDTTEDTATYYCARGWANGLSPYFDYWGQGTTVTVSS
(2)抗体轻链可变区氨基酸序列为：
MSASPGEKVTMTCSASSSISYMHWYQQKPGTSPKRWIYDTSKLASGVPARFSGSGSGTSYSLTISSMEAEDAATYYCFQGSSYPWTFGGGTKLEIKR。
5、金标抗体和金标结合物垫的制备
采用柠檬酸三钠还原氯金酸的方法，制备平均直径在40nm的胶体金悬浮液。在回流条件下，把100ml 0.01％的氯金酸溶液加热至沸腾，不停的搅拌，迅速加入1.1ml 1％的柠檬酸三钠。当反应溶液颜色变成葡萄红色时继续加热搅拌5min。冷却至室温后，加入0.05％的叠氮化钠4℃保存。胶体金在与抗体标记前以0.2mol的K2CO3溶液调到pH为8.2左右，采用经典NaCl滴定法确定30μg抗体标记1mL胶体金溶液。然后按最佳标记量进行标记，标记1小时后，搅拌下加入10％BSA(使最终BSA浓度为1％)，孵育1小时后4℃10000rpm离心25min，并去上清。加入胶体金溶液同体积的2％BSA溶液重悬，4℃10000rpm离心25min，重复两次。最后，用1/5胶体金溶液体积的TB溶液(含3％BSA、3％蔗糖、0.01mol/L硼酸钠和0.05％叠氮化钠)重悬，4℃保存。用XYZ-3000三维喷膜仪把4％的BSA溶液以8μL/cm的量喷在玻璃棉上，使用干燥箱42℃干燥50min，再把金标记抗体以6μL/cm的量喷在玻璃棉上，干燥箱42℃干燥50min，真空干燥保存。
6、偶联抗原和兔抗鼠包被纤维素膜
用XYZ-3000三维喷膜仪把浓度为1.5mg/mL的包被抗原以1.2μL/cm的量喷在纤维素膜4的偏下侧，作为隐形检测线5。用XYZ-3000三维喷膜仪把浓度为0.6mg/mL的兔抗鼠IgG以1.2μL/cm的量喷在纤维素膜4的偏上侧，作为隐形对照线6，两线互相平行且间隔5mm。
7、快速试纸条的组装
把纤维素膜4粘贴在衬板1中间部位上，吸水垫7粘贴在纤维素膜4上侧和纤维素膜4重叠1mm。金标结合垫3粘贴在纤维素膜4下方重叠1mm。样品垫2粘贴在金标结合垫3下方重叠2mm。组装好的试纸板用斩切机切成4.08mm宽的试纸条。
8、快速检测试纸条检测反应原理
当待测样品溶液加入试纸条或试纸卡测试端后，待测溶液通过虹吸作用带动待测物及金标结合垫4中的金标抗体一起向纤维素膜4扩散，并最终渗入吸水垫7端。在扩散过程中，如果样品中有待测物时，待测物和金标抗体结合，进而占据了金标抗体上的抗原结合点，阻止金标抗体与纤维素膜4上隐形检测线5(半抗原与载体蛋白的结合物)的结合，使隐形检测线5不显色或者显色很弱即表示检测样品阳性或者弱阳性；如果样品中没有待测样品时，金标抗体在上移过程中，遇隐形检测线5显示一条清晰红线即表示检测样品阴性。同样，金标抗体也与纤维素膜4上的隐形对照线6(兔抗鼠IgG)结合，使隐形对照线6显红色。隐形对照线6颜色的有或无分别表示此试纸条的有效或无效。
应用实施：
1、检测样品液的制备
蔬菜和水果样品溶液的预处理。称取10g样品，匀浆后移入50mL离心管中，加入20mL甲醇，涡旋3min，超声提取10min，4000rpm离心5min，取1mL上清液用工作缓冲液(PBS)稀释一定倍数后测定溶液中水胺硫磷含量。
2、检测及结果判断
如图3所示：将胶体金检测试纸条样品垫2一端插入以上预处理的待检测样品中，插入深度不超过标识线9，待测溶液通过虹吸作用带动待测物及金标结合垫3中的金标抗体一起向纤维素膜4扩散，并最终渗入吸水垫7端。在扩散过程中，如果样品中有待测物浓度大于10ng/mL时，阻止金标抗体与纤维素膜4上隐形检测线5(半抗原与载体蛋白的结合物)的结合，使隐形检测线5不显色即表示检测样品为阳性(如图3C)；如果样品中待测物在2～10ng/mL时，阻止部分金标抗体与纤维素膜4上隐形检测线5的结合，使隐形检测线5显示很弱的红色即表示检测样品为弱阳性(如图3B)；如果样品中待测物浓度小于等于2ng/mL时，不能阻止金标抗体与纤维素膜4上隐形检测线5的结合，使隐形检测线5显示一条清晰红线即表示检测样品为阴性(如图3A)。同样，金标抗体也与纤维素膜4上的隐形对照线6(兔抗鼠IgG)结合，使隐形对照线6显红色，隐形对照线6颜色的有或无分别表示此试纸条的有效或无效(如图3A、B、C为有效D、E为无效)。3-5分钟判定检测结果。
1.特异性试验
按上述的方法进行试验，将与水胺硫磷结构相似的7种农药(甲基毒死蜱、毒死蜱、杀螟硫磷、甲基立枯磷、倍硫磷、甲基对硫磷、对硫磷)的标准品配成200ng/mL，用本发明试纸条进行检测。所有类似检测农药检测结果显纤维素膜4上隐形检测线5与隐形对照线6呈“||”排列，即无交叉反应。从而可以断定此试纸条特异性很好，在进行检测时不会受到其他农药的干扰。
2.敏感性和均一性试验
按上述的方法进行试验，用本发明试纸条进行检测20ng/mL、10ng/mL、5ng/mL、2ng/mL、1ng/mL、0.5ng/mL、0.2ng/mL、0ng/mL的水胺硫磷溶液，重复10次，其中20ng/mL和10ng/mL的水胺硫磷标准品检测的检测结果为纤维素膜4上的隐形对照线6呈一条红色线，即为阳性；5ng/mL和2ng/mL的水胺硫磷标准品检测的检测结果为纤维素膜4上的隐形对照线6呈一条红色线，隐形检测线5呈一条很弱的红色线，即为弱阳性；1ng/mL、0.5ng/mL、0.2ng/mL和0ng/mL的水胺硫磷标准品检测的检测结果为纤维素膜4上的隐形检测线5和隐形对照线6呈两条红色线。因此本发明检测试纸条的灵敏度为2ng/mL。此10检测显色深度均一，检测结果显示一致。
3.稳定性试验
将试纸条放入铝铂袋中真空包装，并且室温保存，3个月后各项指标均符合上1-2项指标，即检测其他相似农药无交叉反应，灵敏度达2ng/mL，检测显色深度均一，反应结果一致。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Figure BDA0002290696510000091
Figure BDA0002290696510000101
序列表
<110> 苏州快捷康生物技术有限公司
<120> 一种水胺硫磷单克隆抗体及其在胶体金检测试纸的应用
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 121
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
Gln Val Gln Leu Lys Gln Ser Gly Pro Gly Leu Val Lys Pro Ser Gln
1 5 10 15
Ser Leu Ser Leu Thr Cys Ser Val Thr Gly Tyr Ser Ile Thr Ser Gly
20 25 30
Tyr Tyr Trp Asn Trp Ile Arg Gln Phe Pro Gly Asn Lys Leu Glu Trp
35 40 45
Met Gly Tyr Ile Ser Tyr Asp Gly Ser Asn Asn Tyr Asn Pro Ser Leu
50 55 60
Lys Asn Arg Ile Ser Ile Thr Arg Asp Thr Ser Lys Asn Gln Ile Phe
65 70 75 80
Leu Lys Leu Asn Ser Asp Thr Thr Glu Asp Thr Ala Thr Tyr Tyr Cys
85 90 95
Ala Arg Gly Trp Ala Asn Gly Leu Ser Pro Tyr Phe Asp Tyr Trp Gly
100 105 110
Gln Gly Thr Thr Val Thr Val Ser Ser
115 120
<210> 2
<211> 97
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
Met Ser Ala Ser Pro Gly Glu Lys Val Thr Met Thr Cys Ser Ala Ser
1 5 10 15
Ser Ser Ile Ser Tyr Met His Trp Tyr Gln Gln Lys Pro Gly Thr Ser
20 25 30
Pro Lys Arg Trp Ile Tyr Asp Thr Ser Lys Leu Ala Ser Gly Val Pro
35 40 45
Ala Arg Phe Ser Gly Ser Gly Ser Gly Thr Ser Tyr Ser Leu Thr Ile
50 55 60
Ser Ser Met Glu Ala Glu Asp Ala Ala Thr Tyr Tyr Cys Phe Gln Gly
65 70 75 80
Ser Ser Tyr Pro Trp Thr Phe Gly Gly Gly Thr Lys Leu Glu Ile Lys
85 90 95
Arg

Claims (5)

1.一种水胺硫磷单克隆抗体,其特征在于：其抗体重链可变区氨基酸序列如SEQ IDNO:1所示，其轻链可变区氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
2.一种水胺硫磷单克隆抗体在胶体金检测试纸的应用，其特征在于：包括衬板和依次排列在衬板上的样品垫、金标结合垫、纤维素膜和吸水垫，所述金标结合垫内吸附有水胺硫磷金标抗体，所述纤维素膜上设置有互相平行的隐形检测线和隐形对照线，所述隐形检测线用水胺硫磷半抗原偶联的载体蛋白溶液印制，所述隐形对照线用兔抗鼠IgG抗体印制。
3.根据权利要求2所述的一种水胺硫磷单克隆抗体在胶体金检测试纸的应用，其特征在于：水胺硫磷半抗原偶联的载体蛋白是利用活泼酯法将O-乙基-O-(1-苯基-1,2,4-三唑-3-基)-N-(丁酸基)硫代磷酸酯与牛血清白蛋白(BSA)偶联的产物。
4.根据权利要求2所述的一种水胺硫磷单克隆抗体在胶体金检测试纸的应用，其特征在于：所述水胺硫磷金标抗体为胶体金标记的水胺硫磷单克隆抗体。
5.根据权利要求2所述的一种水胺硫磷单克隆抗体在胶体金检测试纸的应用，其特征在于：所述衬板由不吸水的韧性材料制成，所述吸水垫为吸水滤纸垫或滤油纸垫，所述样品垫为玻璃纤维棉垫和/或尼龙膜垫和/或聚偏二氟乙烯膜垫和/或聚酯膜垫。
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