发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种三聚氰胺半抗原,其有两个三聚氰胺的特征结构,该结构稳定,能够用于样品中三聚氰胺含量及免疫检测,具有检测快速、操作简便和灵敏度高等优点。
本发明还提出上述半抗原的制备方法。
本发明还提出一种由上述半抗原制得的人工抗原。
本发明还提出上述人工抗原的制备方法。
本发明还提出上述人工抗原的应用。
根据本发明的第一方面实施例的三聚氰胺半抗原,所述半抗原具有式I所示的结构:
根据本发明实施例的三聚氰胺半抗原,至少具有如下有益效果:本发明设计的三聚氰胺半抗原引入的手臂不仅具有活性基团,还完整保留了待测目标物(三聚氰胺)的所有胺基,使得半抗原与待测目标物的电子云密度一致;同时,该半抗原结构中有两个待测目标物的特征结构,使得半抗原在载体蛋白中的空间位置更加突出,增加了识别位点,有效的提高了小分子半抗原的抗原性。
根据本发明的第二方面实施例的上述半抗原的制备方法,以2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪和3,4-二氨基丁酸为原料,在碱性环境下及(70~90)℃温度下反应(16~24)h,得到式I所示的半抗原。
根据本发明的第三方面实施例的人工抗原,所述人工抗原为上述半抗原与蛋白载体的偶联物;所述人工抗原具有式II所示的结构:
其中,protein为蛋白载体。
根据本发明的一些实施例,所述蛋白载体为牛血清白蛋白、卵清蛋白、人血清白蛋白或血蓝蛋白中的至少一种。
根据本发明的第三方面实施例的人工抗原,至少具有如下有益效果:本发明设计的人工抗原由上述三聚氰胺半抗原制得,引入的手臂同样具备与三聚氰胺电子云密度一致且有多个特征结构的优点,因此,有效提高了该人工抗原的免疫原性。
根据本发明的第四方面实施例的上述人工抗原的制备方法,包括如下步骤:
1)将式I所示的半抗原、EDC和N-羟基琥珀酰亚胺混合,室温反应(3~5)h,得到半抗原活化酯;
2)将载体蛋白与半抗原活化酯混合,室温反应(16~24)h得到所述人工抗原。
根据本发明第四方面实施例的制备方法,至少具有如下有益效果:该制备方法工艺简单、效率高且产物单一。
根据本发明的第五方面实施例的上述人工抗原的应用,包括以下方面:
上述人工抗原在制备三聚氰胺单克隆抗体中的应用;或
上述人工抗原在ELISA检测方法中的应用;或
上述人工抗原在荧光定量免疫层析检测及检测产品中的应用:一种检测三聚氰胺的荧光定量免疫层析试纸条,所述荧光定量免疫层析试纸条上包被有上述的人工抗原。
根据本发明第五方面实施例的应用,至少具有如下有益效果:本发明中的三聚氰胺人工抗原及单克隆抗体用于ELISA检测特异性强,IC50值为10.02μg/L;本发明中的三聚氰胺人工抗原及单克隆抗体用于荧光定量免疫层析技术,可快速、便捷地实现三聚氰胺的检测,本发明中制备的荧光定量免疫层析试纸条对三聚氰胺检测灵敏度为10μg/L,另外该荧光定量免疫层析试纸条稳定性好,可在室温下稳定保存一年以上,可以满足市场在保存和运输过程中的要求。
根据本发明一些实施例的上述荧光定量免疫层析试纸条的制备方法,包括以下步骤:
1)反应膜的制备:所述反应膜包括检测区和质控区,将所述人工抗原喷涂到反应膜的检测区,将兔IGg喷涂到反应膜的质控区,干燥处理后保存备用;
2)样品垫的制备:将裁剪好的空白样品垫浸泡在样品垫处理液中浸泡,取出样品垫干燥处理后保存备用;
3)组装和剪切:在背衬中部叠置反应膜,两端分别叠置样品垫和吸水垫,反应膜和吸水垫、样品垫相搭连,检测区靠近样品垫,质控区靠近吸水垫,得到试纸板,将试纸板裁剪成所需宽度,即得荧光定量免疫层析试纸条。
根据本发明一些实施例的利用上述荧光定量免疫层析试纸条检测三聚氰胺的方法,包括以下步骤:
1)将荧光微球活化后与三聚氰胺单克隆抗体偶联,得到荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体;所述三聚氰胺单克隆抗体是上述人工抗原免疫小鼠得到的;
2)将上述荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体用荧光缓冲液稀释,得到荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体检测液;
3)取上述荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体检测液和标准溶液混匀后滴加到荧光定量免疫层析试纸条的样品区,用荧光定量检测仪读取T/C值,通过标准溶液浓度对应的T/C值建立标准曲线;
4)测定待测样品的T/C值,结合上述标准曲线分析检测结果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图予以说明。
实施例1:三聚氰胺半抗原及其制备方法
一种三聚氰胺半抗原,其结构式为:
该半抗原的合成路线为:
制备方法如下:
取3.1g(21.3mmol)2-氯-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪(化合物a)于50mL圆底烧瓶中,再依次加入27mL乙醇,3mL水,1.0g(8.5mmol)3,4-二氨基丁酸(化合物b)和1.4g(34.0mmol)氢氧化钠。于80℃反应20h。反应完毕,减压去溶剂,加入50mL纯化水,用二氯甲烷萃取两次,所得水溶液用1M的稀盐酸将pH值调至4.5,过滤,固体用80%乙醇/水淋洗两次,烘干得三聚氰胺半抗原0.6g,质谱图如图1所示,ESI-MS:335[M-H]-。
实施例2:三聚氰胺人工抗原及其制备方法
一种三聚氰胺人工抗原,其结构式为:
其中Protein为载体蛋白,载体蛋白为牛血清白蛋白或血蓝蛋白;
该人工抗原的合成线路为:
1、载体蛋白为牛血清白蛋白的三聚氰胺人工抗原的合成方法如下:
(1)取10mg实施例1中制备的三聚氰胺半抗原,溶解于0.5mL二甲基甲酰胺(DMF)中,搅拌充分后,加入10mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和10mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS),室温下搅拌4h,即可得到半抗原活化酯;
(2)称取50mg牛血清蛋白(BSA),使其充分溶解在5mL的浓度为0.01mol/L的磷酸缓冲盐溶液(PBS)中,形成载体蛋白溶液,在搅拌下将所述半抗原活化酯逐滴缓慢滴加至所述载体蛋白溶液中,并在室温下搅拌20h;
(3)步骤(2)制得的溶液用0.01mol/L的PBS室温透析3天,每天换3次透析液,以除去未反应的小分子物质;
(4)分装,于4℃保存备用。
2、载体蛋白为血蓝蛋白的三聚氰胺人工抗原的合成方法如下:
(1)取2mg实施例1中制备的三聚氰胺半抗原,溶解于0.2mL二甲基甲酰胺(DMF)中,搅拌充分后,加入3mg EDC和3mg N-羟基琥珀酰亚胺(NHS),室温下搅拌4h,即可得到半抗原活化酯;
(2)称取8mg血蓝蛋白(KLH),使其充分溶解在2mL的浓度为0.01mol/L的PBS溶液中,形成载体蛋白溶液,在搅拌下将所述半抗原活化酯逐滴缓慢滴加至所述载体蛋白溶液中,并在室温下搅拌16~24h;
(3)步骤(2)制得的溶液用0.01mol/L的PBS室温透析3天,每天换3次透析液,以除去未反应的小分子物质;
(4)分装,于4℃保存备用。
实施例3:三聚氰胺人工抗原在制备抗三聚氰胺单克隆抗体中的应用
抗三聚氰胺单克隆抗体的制备方法如下:
以上述载体蛋白为血蓝蛋白的三聚氰胺人工抗原为免疫原,与等体积弗氏佐剂乳化后,免疫BALB/C小鼠。每只鼠免疫剂量为80μg,免疫间隔2周,免疫3次后,采小鼠尾部静脉血检测血清效价。如抗体效价不达要求,需加强免疫,待抗体效价不再升高后,以100μg全抗原进行皮下加强免疫,5天后取小鼠脾细胞与SP20细胞(小鼠骨髓瘤细胞)融合。融合后的细胞在HAT培养基中筛选,5天后以完全培养基替换成HAT培养基进行培养。用ELISA对细胞上清进行检测,将检测结果为强阳性的孔内细胞进行有限稀释法克隆培养,经3次克隆培养检测后,均呈阳性的孔内细胞即为分泌单克隆抗体的杂交瘤细胞。将杂交瘤细胞放大培养后,接种至小鼠腹腔,产生含抗体的腹水。用辛酸-硫酸铵沉淀法纯化腹水,经冷冻干燥后即可得到高纯度、高特异性的单克隆抗体。
实施例4:三聚氰胺人工抗原在ELISA中的应用与效果评价
用pH9.6的碳酸盐缓冲液作包被稀释液,将载体蛋白为牛血清白蛋白的三聚氰胺人工抗原稀释至1μg/mL,按100μL/孔加入聚苯乙烯微孔板中,4℃包被过夜,甩干,按250μL/孔加入1%BSA,磷酸盐缓冲液中37℃封闭1h,甩干,干燥后真空包装保存。
向包被有三聚氰胺人工抗原的微孔酶标板中加入三聚氰胺标准溶液50μL/孔(用pH7.4的磷酸盐缓冲液进行梯度稀释),再相应加入三聚氰胺单克隆抗体溶液50μL/孔(用含0.05%叠氮钠,pH7.4的磷酸盐缓冲液,将单克隆抗体稀释至0.08μg/mL,现配现用),37℃反应0.5h;甩干后,加入洗液280μL/孔,洗涤3次后拍干;再加入酶标二抗100μL/孔,37℃反应0.5h;再次洗涤3次后拍干,加入100μL/孔显色液,37℃反应15min;加入1M硫酸50μL/孔终止,设定酶标仪于450nm波长测定每孔的OD值。结果如下表1所示:
表1.ELISA测试不同浓度的三聚氰胺标准溶液的OD值
通过表1中数据,采用ELISA Calc软件进行四参数Logistic曲线拟合绘制标准曲线,得到的标准曲线如图2所示,三聚氰胺的线性方程为:y=(A-D)/[1+(x/C)^B]+D,r2=0.999,A=2.84656,B=0.78807,C=10.42229,D=-0.04000,x表示待测物浓度,y表示OD值,通过计算得到IC50值为10.02μg/L,在3~243μg/L呈线性关系。
由上述结果可知,到IC50值为10.02μg/L说明本发明中的三聚氰胺人工抗原及单克隆抗体用于ELISA检测特异性强。
实施例5:三聚氰胺荧光定量免疫层析试纸条的制备及性能评价
1、荧光定量免疫层析试纸条的制备
(1)制备包被有人工抗原和兔IGg的反应膜:
以硝酸纤维素膜(NC膜)为反应膜,将载体蛋白为牛血清白蛋白的人工抗原用包被缓冲液调节浓度至0.1~0.5mg/mL,并将兔IGg用包被缓冲液也调节浓度至0.1~1mg/mL,按照0.8~1.2μL/cm的膜液量,将抗原和兔IGg喷到反应膜对应的检测区和质控区,检测区和质控区之间间隔为5mm,放置40~45℃烘箱处理24h以上,干燥后真空包装保存,所用包被缓冲液为含有0.5%PEG20000、1%蔗糖、0.5%BSA、0.05%叠氮化钠的0.01M PBS缓冲液;
(2)样品垫的制备:
将裁剪好的空白样品垫浸泡在样品本处理液中,浸泡5min后,取出在37℃干燥16h,置于恒温恒湿保藏箱里备用,所用样品垫处理液为含有0.3%吐温20、1%蔗糖、1%Tris、0.5%BSA、0.05%叠氮化钠的0.01M PBS缓冲液;
(3)荧光定量免疫层析试纸条的组装:
在PVC板背衬中部叠置步骤(1)制得的反应膜,两端分别叠置步骤(2)制得的样品垫和吸水垫,反应膜和吸水垫、样品垫相搭连,检测区靠近样品垫,质控区靠近吸水垫,得到试纸板,得到试纸板,将试纸板切割成试纸条,将试纸条装载于试纸卡内,得荧光定量免疫层析试纸条。
2、荧光定量免疫层析试纸条的性能评价
(1)荧光微球标记的抗三聚氰胺单克隆抗体的制备:取1mL荧光微球溶液(荧光微球固含量1%,即含荧光微球10mg),并用超声波处理;室温下分别加入5mg NHS和4mg EDC,并在室温下活化20分钟以上;活化完后,用0.1M碳酸钾溶液调pH为8.5;加入0.2mg三聚氰胺单克隆抗体,搅拌均匀后,在室温下偶联反应4h以上;偶联完成后,加入100μL 10%BSA水溶液,室温封闭1h以上;封闭完成后,反应液在12000rpm下离心10min,除去上清,加入1mL荧光缓冲液,超声重悬后,离心、除去上清,该操作重复3次,最后一次离心除上清后,加入1mL荧光缓冲液超声重悬荧光微球,2~8℃冰箱保存备用,所用荧光缓冲液为含有0.5%PEG20000、2%蔗糖、0.1%吐温20,0.5%BSA、0.05%叠氮化钠的0.01M PBS缓冲液。
(2)荧光微球标记的抗三聚氰胺单克隆抗体检测液的制备:将上述荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体取出放置至室温,用荧光缓冲液稀释100~1000倍成荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体检测液,荧光缓冲液为含有0.5%PEG20000、2%蔗糖、0.1%吐温20,0.5%BSA、0.05%叠氮化钠的0.01M PBS缓冲液,然后置于2~8℃冰箱保存备用。
(3)用0.01M PBS缓冲液配备一系列不同浓度的三聚氰胺的标准溶液,然后取上述制备的荧光微球标记的三聚氰胺单克隆抗体检测液20μL和100μL配制好的系列标准品溶液混合1min后,取80μL滴加到本发明中的荧光定量免疫层析试纸条的样品区,15min后,用荧光定量检测仪读取T/C的荧光信号值比值,检测试验设置3组重复。再通过系列标品浓度对应的T/C值建立四参数Logistic曲线,曲线所得的四个参数值录入荧光定量检测仪的标定软件,即可实现荧光定量免疫层析试纸条在荧光免疫层析分析仪上的快速定量检测。测定结果如下表2所示:
表2.使用荧光定量免疫层析试纸条与对应的三聚氰胺标准液的测定结果
通过对三聚氰胺系列标准液的T/C值进行了测定,并计算了B/B0(不同浓度的标准品测试卡T/C值与含量为0的标准品测试卡T/C值的比值),结果如上表2所示。从表2中可看出,当三聚氰胺的标准液含量为10μg/L时,其B/B0值为78.82%,说明此浓度下检测的T/C值与含0μg/L浓度的三聚氰胺标准液的测试卡T/C值有明显差异,故本发明制备的荧光定量免疫层析试纸条对三聚氰胺检测灵敏度为10μg/L。
(4)通过表2数据,采用ELISA Calc软件进行四参数Logistic曲线拟合绘制荧光定量免疫层析试纸条的定量标准曲线(如图3所示),所得曲线的线性方程为:y=(A-D)/[1+(x/C)^B]+D,r2=0.999,A=5.44229,B=0.93312,C=34.24606,D=-0.42636,线性方程中x表示待测物浓度,y表示T/C值。在荧光免疫层析分析仪的定量曲线设置界面当中,分别将A,B,C,D的值录入荧光免疫层析分析仪的标定软件,即可实现荧光定量免疫层析试纸条在荧光免疫层析分析仪上的快速定量检测。
3、荧光定量免疫层析试纸条的稳定性测试
荧光定量免疫层析试纸条保存的条件为室温,为了确保试纸条的稳定性,对试纸条进行了加速破坏性实验,分别在室温、45℃条件下连续放置60天,并在第3天,第6天,第15天,第30天和第60天分别检测荧光信号值,实验设置3组重复,结果如下表3所示:
表3.加速破坏实验
由上表3的数据结果可知,在常温和45℃下密封保存的荧光定量免疫层析试纸条60天后,四个项目的试纸条的T/C值均无明显变化,说明荧光定量免疫层析试纸条在加速实验45℃下最少可稳定保存60天。因此,本发明制备的三聚氰胺荧光定量免疫层析试纸条可在室温下稳定保存一年以上,完全可以满足市场在保存和运输过程中的要求。
综上所述,本发明的有益效果在于:
1、本发明设计的三聚氰胺半抗原引入的手臂不仅具有活性基团,还完整保留了待测目标物的所有胺基,使得半抗原与待测目标物的电子云密度一致;同时,该半抗原结构中有两个待测目标物的特征结构,使得半抗原在载体蛋白中的空间位置更加突出,增加了识别位点,有效的提高了小分子半抗原的抗原性。
2、本发明中的三聚氰胺人工抗原及单克隆抗体用于ELISA检测特异性强,IC50值为10.02μg/L。
3、本发明中的三聚氰胺人工抗原及单克隆抗体用于荧光定量免疫层析技术,可快速、便捷地实现三聚氰胺的检测,本发明中制备的荧光定量免疫层析试纸条对三聚氰胺检测灵敏度为10μg/L,另外该荧光定量免疫层析试纸条稳定性好,可在室温下稳定保存一年以上,能够满足市场在保存和运输过程中的要求。
以上所述实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。上述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例,即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择,而并非要限定于下文示例的具体数据。