CN111273017A - 一种快速检测新型冠状病毒的荧光免疫层析试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速检测新型冠状病毒的荧光免疫层析试剂盒,该试剂盒包含检测卡,该检测卡包括样品垫、荧光垫、检测垫、吸样垫及底板,所述荧光垫上涂覆有荧光微球标记抗体的涂层,所述的抗体包括重组SARS‑CoV‑2抗原;本发明优化了荧光微球标记抗体过程中所用的缓冲液体系,使检测效率得到明显提升,可以更好的满足临床上大量待测样本的检测需求。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术检测领域,具体涉及一种检测更快捷、更方便的荧光免疫层析试剂盒。
背景技术
2019新型冠状病毒(SARS-CoV-2)潜伏期在10天左右,最短1天,最长24天,而 且潜伏期具有传染性,也就是说,在个体已经感染病毒但未发病的这段时间,也有传染 他人的可能性。人感染了SARS-CoV-2后可表现为头痛、鼻塞、打喷嚏、咳嗽等症状, 与流感和普通感冒类似,普通诊断方法难以辨别。常见体征有呼吸道症状、发热、干咳、 乏力、气促和呼吸困难等。在较严重病例中,感染可导致重症肺炎、呼吸衰竭、严重急 性呼吸综合征、脓毒性休克、多器官功能衰竭,甚至死亡。
2019新型冠状病毒感染的肺炎潜伏期长且具传染性,发病后症状与感冒类似难分辨,而重症又可致命,风险人群基数大等这些因素,都是快速控制疫情的难题,而解决这个难题的首要任务就是尽早诊断出感染患者,以便隔离治疗,避免扩散。目前临床检测该病毒主要采用核酸PCR法,该方法的检测时间长、对检测设备及检测人员要求高,基层医疗机构基本无法检测,所以该法难以应对大量、分散性的待检人群,诊断滞后必然会导致疫情的恶化,因此,急需更为简便、快速且针对性强的检测产品。
荧光免疫层析法检测试剂属于POCT(point-of-care testing,即时检测或床旁检测)类 检测产品,因具有检测方便、快捷、综合成本低等特点,在临床上得到广泛应用,其检测时间通常为15-20分钟。虽然15-20分钟的检查时长在日常临床应用中具有优势,但当 面临短时大量待测样本时,则捉襟见肘,无法应付。所以,为了更快打赢这场抗疫战争, 以及应对以后可能出现的类似情况,我们应该对该检测方法继续优化,进一步缩短检测 时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,提供一种更方便快捷的测定2019新型冠状病毒的检测产品,具体是一种检测更快速的荧光免疫层析检测试剂盒产品,实现10-15分钟、甚至5-10分钟完成检测的目的。
为解决以上技术问题,本发明提供一种快速检测新型冠状病毒的荧光免疫层析试剂盒,具体技术方案如下:
本发明所述荧光免疫层析试剂盒包含检测卡,该检测卡包括样品垫、荧光垫、具有检测线和质控线的检测垫、吸样垫及底板。其中,所述荧光垫上涂覆有荧光微球标记抗体的涂层,所述的抗体包括重组SARS-CoV-2抗原;所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.3±0.4、摩尔浓度0.015-0.022的MES溶液;所述的检测线包被有抗人IgM单克隆抗体或抗人IgG单克隆抗体。
所述的检测卡还包括疏水性外壳,该外壳上设有加样孔及检视窗。所述的样品垫、荧光垫、检测垫、吸样垫和底板组成的试纸条固定在该外壳内。所述的加样孔位于所述样品垫上方,所述检视窗位于所述检测垫上方。
2019新型冠状病毒自引起广泛关注以来不过1个月时间,国内外对该病毒及其引起的疾病研究还非常有限,但就目前研究结果可以确定的是,通过检测该病毒的IgM/IgG抗体可以进行2019新型冠状病毒感染肺炎的诊断。本发明所述的检测线可以是1条,包被抗人IgM单克隆抗体或抗人IgG单克隆抗体,用于检测SARS-CoV-2的IgM抗体或 IgG抗体;所述的检测线也可以是2条,分别包被抗人IgM单克隆抗体和抗人IgG单克隆抗体,用于同时检测SARS-CoV-2的IgM抗体和IgG抗体。
荧光免疫层析检测产品的原理及其结构为公知技术,实现对不同检测对象的检测主要是通过调整工艺部分,该工艺包括标记工艺和包被工艺。其中的标记工艺直接影响检测时间的长短。为提高检测SARS-CoV-2IgM、IgG抗体的速度,本发明的发明人对标记工艺中工艺步骤、参数及缓冲液等的选择进行了大量的实验研究,结果发现缓冲液的选择最为关键,尤其是活化环节的缓冲液。当以pH值6.3±0.4、摩尔浓度0.015-0.022的 MES(2-(N-吗啉)乙磺酸)溶液作为活化缓冲液时,微球更容易释放,层析速度有明显提升,可以突破通常所需的15分钟限。为进一步缩短检测时间,所述活化缓冲液优选为pH 值6.5±0.2摩尔浓度0.018-0.022的MES溶液。在一优选实施例中,该活化缓冲液为pH值 6.5、摩尔浓度0.02的MES溶液,终产品的检查时间达到12-13分钟。
MES溶液的配制,只需按目标浓度称取定量MES加水溶解并用氢氧化钠溶液调节pH后定容即可。
缓冲液的体系(溶质选择)、摩尔浓度及pH值都是微球分散的影响因素,所以筛选出一种适合的缓冲液很难通过一一实践的方法得到,而是需要结合公知技术及实验结果进行深入分析,并在此基础上不断尝试才有可能实现。
发明人在上述选定活化缓冲液基础上对偶联缓冲液进行了筛选,并确定以pH值7.0±0.1、摩尔浓度0.01的磷酸盐缓冲液(PB缓冲液)为偶联缓冲液,此时的检查时间可降至约10分钟。所述的磷酸盐缓冲液为磷酸二氢钠溶液和磷酸氢二钠溶液按一定比例混合而成,具体配制方法为公知技术。相对于常用浓度及pH值的PBS缓冲液(主要成分为 Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl)及其他PB缓冲液,pH值7.0±0.1、摩尔浓度0.01的 PB缓冲液,不但有助于微球释放而且释放更为稳定,即,重复性更好。
为进一步提高微球释放速度,发明人对荧光垫的预处理方法也做了大量研究。荧光垫处理液的配方复杂,优化难度很大,在不断的实验过程中发明人惊喜的发现,采用以下述方法配置的处理液处理过的荧光垫制成的试剂卡,检测时间可以降至10分钟内:称取BSA(牛血清白蛋白)0.9-1.1g,蔗糖2.8-3.2g,海藻糖1.8-2.2g,量取吐温-20 180- 220μL,加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.4±0.2的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。 Tris为三羟甲基氨基甲烷的缩写。
在另一优选实施例中,处理液的配置方法为:BSA 1g,蔗糖3g,海藻糖2g,量取吐温-20 200μL,加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.4的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。该实施例对应试剂盒的检测时间可达6分钟左右,只有常规荧光免疫层析检测试剂盒所需检测时间的30~40%,大大提高了检测SARS-CoV-2的效率。
所述的处理液中还含有防腐剂,该防腐剂Proclin-300或叠氮化钠,优选为Proclin- 300,其在处理液体中的积浓度为0.04-0.06%,优选为0.05%
本发明所述荧光垫上的荧光微球标记抗体,还包括鸡IgY抗体。
优选地,质控线通过包被包括但不限于羊抗鼠IgG、羊抗鸡IgY或羊抗兔IgG等抗体形成;所述检测垫为硝酸纤维素膜,进一步优选为孔径5~12um的多孔样结构膜;上样垫、荧光垫的材质为玻璃纤维素膜或无纺布,吸样垫的材质为吸水滤纸,底板的材质为塑料。
所述的荧光微球选自修饰过的聚苯乙烯微球,内部填充镧系元素的螯合物,选自括铕(Eu)、铽(Tb)、钐(Sm)、钕(Nd)或镝(Dy)中的一种。荧光微球检测技术和免疫层析检测技术是已知的,本发明所述的快速检测新型冠状病毒的荧光免疫层析试剂盒可在本发明技术方案的基础上采用本领域熟知的方法制备。
本发明针对SARS-CoV-2的IgM抗体和/或IgG抗体进行检测的荧光免疫层析试剂盒,显著提高了检测效率,最快检测时间可达6分钟,可以更好地满足临床诊断需求,提高诊治效率。对有效控制新型冠状病毒的大规模传播,尤其是基层病人初筛,或qPCR试验无法开展的地方,对病毒感染的早发现、早报告、早隔离、早治疗具有重要临床的意义和巨大的社会效益。
由于以上技术方案的实施,本发明与现有技术相比具有如下优点:
本发明的创新点在于,首次实现了对SARS-CoV-2的快速检测,而且通过调整对荧光垫的预处理及荧光微球的标记工艺,明显缩短了检测时间,自常规的15分钟以上降至 10分钟以内。
发明人进一步通过实验来验证本发明的技术效果。
再次重申:以下实验只是本发明研制过程中众多实验中的举例性实验,并未涵盖和穷尽发明人为本发明所做的所有实验,目的仅仅在于阐述不同缓冲液对微球释放效果、检测时间的影响。
实验一:活化缓冲液的选择
实验方法:按照表1各方配制活化缓冲液,以PBS溶液(0.01mol/L,pH值7.0)为偶联缓冲液,以常规标记方法对微球进行标记,并制成试剂卡。将该试剂卡放入干式荧光免疫分析仪检测,观察检测垫背景,背景深代表释放效果差,背景浅代表释放效果好。
表1 MES体系考察
结果表明,MES浓度高不利于微球扩散,pH4.5的效果不如5.5及6.5,其中方5效果相对最好。
实验二:偶联缓冲液的选择
实验方法:以处方5为活化缓冲液,按方6-10配制偶联缓冲液,以常规标记方法对微球进行标记,并制成试剂卡。评价方法同实验一。
表2偶联缓冲体系考察
结果表明,pH7.0的PB溶液体系下微球扩散效果较PBS溶液体系好。
实验三:处理液缓冲体系的选择
实验方法:在处方10基础上考察处理液的缓冲体系,评价方法同实验一。
表3缓冲体系考察
PBS缓冲液 | PB缓冲液 | 硼酸缓冲液 | Tris-HCl缓冲液 | |
浓度、pH值 | 0.01M,pH7.4 | 0.01M,pH7.0 | 0.05M,pH7.0 | 0.05M,pH7.4 |
检视结果 | + | +++ | ± | - |
以上实验结果表明,硼酸和Tris-HCl缓冲体系微球扩散效果较好,均可以加快检测速度,其中Tris-HCl缓冲体系更优,考虑到硼酸缓冲液容易出现假阳性问题,本发明最终选择Tris-HCl缓冲体系(0.05M,pH7.4)。
实验四:部分实施例检测时间及重复性验证
实验方法:按照实施例对应缓冲系统以常规方法制备试剂卡并进行检测。因疫情突发,目前尚无2019新型冠状病毒阳性参考品,因此,以上机检测后C线信号值稳定为反应终点,记录时间。每实施例样品平行10份,计算检测耗时的重复性。
表4部分产品效果验证
按照本发明所述技术方案制备的产品不但可以突破常规,在15分钟内完成检测,优选技术方案检测时间可以控制在10分钟内,且重复性良好。
具体实施方式
实施例1
一种快速检测新型冠状病毒的荧光免疫层析试剂盒,该试剂盒包含检测卡,所述检测卡包括常规材料的样品垫、荧光垫、具有检测线和质控线的检测垫、吸样垫及底板,其中,所述的荧光垫上涂覆有荧光微球标记抗体的涂层,所述的抗体为重组SARS-CoV-2 抗原和鸡IgY抗体;所述的检测线有两条,分别包被有抗人IgM单克隆抗体和抗人IgG 单克隆抗体,所述质控线上包被羊抗鸡IgY多克隆抗体。所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.5、摩尔浓度0.02的MES溶液;其他按照常规荧光免疫层析试剂卡制备工艺完成而得。
实施例2
与实施例1不同之处在于:所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.0、摩尔浓度0.022的MES溶液;所用的偶联缓冲液为pH值7.0、摩尔浓度 0.01的PB缓冲液。
实施例3
与实施例1不同之处在于:所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.7、摩尔浓度0.018的MES溶液;所用的偶联缓冲液为pH值7.1、摩尔浓度 0.01的PB缓冲液。所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取BSA 0.9g,蔗糖3.2g,海藻糖2g,量取吐温-20 220μL,加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.6的Tris-HCl 缓冲液溶解并定容至100mL。
实施例4
与实施例3不同之处在于:
所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取BSA 1.0g,蔗糖3.0g,海藻糖1.8g,量取吐温-20 200μL、Proclin-300 60μL加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.4的 Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
实施例5
与实施例1不同之处在于:所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值5.9、摩尔浓度0.015的MES溶液;所用的偶联缓冲液为pH值6.9、摩尔浓度0.01的PB缓冲液。所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取BSA 1.1g,蔗糖2.8g,海藻糖2.2g,量取吐温-20 180μL、Proclin-300 40μL,加入摩尔浓度为0.05、 pH值至7.3的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
实施例6
与实施例1不同之处在于:所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.4、摩尔浓度0.02的MES溶液;所用的偶联缓冲液为pH值7.0、摩尔浓度 0.01的PB缓冲液。所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取BSA 1.0g,蔗糖3.0g,海藻糖2g,量取吐温-20 200μL、Proclin-300 50μL,加入摩尔浓度为0.05、pH 值至7.5的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
实施例7
与实施例1不同之处在于:所述的检测线有一条,包被有抗人IgM单克隆抗体,所述质控线上包被羊抗鼠IgG多克隆抗体。所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.6、摩尔浓度0.02的MES溶液;所用的偶联缓冲液为pH值7.0、摩尔浓度0.01的PB缓冲液。所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取 BSA 1.0g,蔗糖3.0g,海藻糖2g,量取吐温-20 200μL、Proclin-300 50μL,加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.5的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
实施例8
与实施例1不同之处在于:所述的检测线有一条,包被有抗人IgG单克隆抗体,所述质控线上包被羊抗兔IgG多克隆抗体。所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.5、摩尔浓度0.02的MES溶液;所用的偶联缓冲液为pH值7.0、摩尔浓度0.01的PB缓冲液。所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取BSA 1.0g,蔗糖3.0g,海藻糖2g,量取吐温-20 200μL、Proclin-300 50μL,加入摩尔浓度为 0.05、pH值至7.4的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
实施例9
与实施例8不同之处在于:所述的荧光垫预处理所用的处理液的配制方法为:称取BSA 1.1g,蔗糖3.1g,海藻糖1.8g,量取吐温-20 180μL、叠氮化钠55μL,加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.2的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种快速检测新型冠状病毒的荧光免疫层析试剂盒,该试剂盒包含检测卡,所述检测卡包括样品垫、荧光垫、具有检测线和质控线的检测垫、吸样垫及底板,其特征在于:所述荧光垫上涂覆有荧光微球标记抗体的涂层,所述的抗体包括重组SARS-CoV-2抗原;所述的荧光微球标记抗体其标记过程中所用的活化缓冲液为pH值6.3±0.4、摩尔浓度0.015-0.022的MES溶液;所述的检测线包被有抗人IgM单克隆抗体或抗人IgG单克隆抗体。
2.根据权利要求1所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述的活化缓冲液为pH值6.5±0.2、摩尔浓度0.018-0.022的MES溶液。
3.根据权利要求1所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述的荧光微球标记抗体标记过程中所用的偶联缓冲液为pH值7.0±0.1、摩尔浓度0.01的磷酸盐缓冲液。
4.根据权利要求1所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述的荧光垫需要进行预处理,该过程中所用的处理液的配制方法为:称取BSA 0.9-1.1g,蔗糖2.8-3.2g,海藻糖1.8-2.2g,量取吐温-20 180-220μL,加入摩尔浓度为0.05、pH值至7.4±0.2的Tris-HCl缓冲液溶解并定容至100mL。
5.根据权利要求4所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述处理液中还含有防腐剂。
6.根据权利要求5所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述防腐剂为Proclin-300或叠氮化钠,其在处理液体中的积浓度为0.04-0.06%。
7.根据权利要求1所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述的检测线有2条,分别包被有抗人IgM单克隆抗体和抗人IgG单克隆抗体。
8.根据权利要求1-7任一项所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述荧光微球标记抗体,该抗体还包括鸡IgY抗体。
9.根据权利要求8所述的荧光免疫层析试剂盒,其特征在于:所述的质控线通过包被羊抗鼠IgG、羊抗鸡IgY或羊抗兔IgG抗体形成。
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