CN111337689A - 一种新型冠状病毒检测试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型冠状病毒检测试剂盒,包括底板和固定在底板上的样品垫、胶体金垫、NC膜和吸水垫,在NC膜上设置检测线和质控线,胶体金垫上包被的抗原是由胶体金标记的N蛋白和胶体金标记的S‑RBD蛋白组成的混合抗原蛋白,检测线为小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体检测线。本发明检测试剂盒以N蛋白和S‑RBD蛋白作为抗原,可以提高COVID‑19初步检测的灵敏度,适用于大规模人群的快速筛查。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶体金检测试剂盒,特别是涉及一种针对新型冠状病毒的胶体金试剂盒及其制备方法。
背景技术
2019新型冠状病毒(2019-nCoV)是目前已知继SARS、MERS之后第7种可以感染人的冠状病毒。2019-nCoV主要通过呼吸道飞沫传播和接触传播,具有潜伏期长、传染力强、无症状感染等特点。因此,开发有效的诊断试剂盒是有效防控新冠肺炎疫情的关键技术支撑。
目前2019-nCoV感染的实验室检测方法主要为病毒核酸检测,这是临床诊断疑似病例的金标准。然而,该检测方法繁琐、成本高、检测周期较长,而且需要在经过认证的实验室进行,并由专业技术人员操作和判断检测结果,不仅对场地和操作人员有特殊要求,而且检测结果很容易受到样品质量的影响。
2019-nCoV的快速筛查对临床早发现、早诊断、早隔离、早治疗至关重要,开发一种简便、快速、准确的2019-nCoV筛查方法十分必要。
血清特异性抗体是快速、高灵敏诊断病毒感染的指标。与SARS和MERS类似,新型冠状病毒也属于β-冠状病毒,这表明其在宿主体内可能具有相似的免疫反应过程。
当机体感染病毒后,IgM是初次体液免疫应答最早出现的抗体,血清中IgM升高,提示新近发生感染,可用于病毒感染的早期诊断。但IgM的浓度和亲和力较低,持续时间较短,无法判断病毒感染中晚期,特别是对无症状感染者容易漏检。IgG抗体的产生时间晚于IgM,但其浓度和亲和力较高,维持时间较长。特异性IgG抗体具有长期免疫记忆,是判断病毒感染中晚期或既往感染的重要指标。
新型冠状病毒是一种带有囊膜的正链RNA病毒,膜表面编码有刺突蛋白S、膜蛋白M、小包膜蛋白E三种结构蛋白。此外,在病毒核衣壳内还编码有一种重要的结构蛋白,即核衣壳蛋白N(N蛋白)。
目前针对新型冠状病毒的检测试剂盒也大都是选取2019-nCoV的N蛋白作为抗原,且2019-nCoV的N蛋白序列已被公开。在现有胶体金试剂盒技术的基础上,已有公司和研究机构开发并成功制作出N蛋白作为抗原的胶体金示踪试剂盒。
然而,在2019-nCoV病毒感染的初期,由于机体内产生的抗体量极少,N蛋白可能无法准确标记出机体内的抗体,可能会导致漏检。
同时,试剂盒的检测灵敏度通常也低于核酸检测,同样会造成检测结果出现漏检的现象。因此,基于胶体金示踪法的高灵敏度试剂盒还有待进一步开发。
发明内容
本发明的目的是提供一种以N蛋白和S-RBD蛋白作为金标抗原,针对IgG和IgM抗体进行联合检测的新型冠状病毒检测试剂盒,以快速筛查大规模人群,提高新型冠状病毒初步检测的准确度。
本发明所述的新型冠状病毒检测试剂盒包括底板,以及固定在所述底板上的包被有抗原的胶体金垫、设置有质控线和检测线的NC膜、吸水垫和样品垫,其中,在所述NC膜的检测线端依次固定胶体金垫和样品垫,质控线端固定吸水垫。
具体地,本发明所述胶体金垫上包被的抗原是由胶体金标记的N蛋白和胶体金标记的S-RBD蛋白混合组成的混合抗原蛋白。
进而,本发明所述NC膜上设置的检测线为小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体检测线。
为了保证抗原抗体反应的特异性和检出的准确性,本发明选择的小鼠抗人IgG抗体和小鼠抗人IgM抗体均为单克隆抗体。
更进一步地,本发明所述的检测线可以是将小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体分别设置成两条检测线,也可以是将小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体混合后设置成小鼠抗人IgM/IgG混合抗体检测线。
本发明还在所述胶体金垫上包被有胶体金标记的第一动物IgG抗体,并相应在所述质控线上包被有第二动物抗第一动物IgG抗体。
优选地,本发明是在所述胶体金垫上包被有胶体金标记的兔IgG抗体,并相应在所述质控线上包被有山羊抗兔IgG抗体。
本发明所述的新型冠状病毒检测试剂盒是采用免疫层析技术原理,以2019-nCoV的体外重组N蛋白和S-RBD蛋白作为混合抗原,应用捕获法同时检测人血清中的2019-nCoV特异性IgG抗体和IgM抗体。
将待检测的血液样本滴加在本发明新型冠状病毒检测试剂盒的样品垫上后,会自动向吸水垫方向移动。如果血液中含有2019-nCoV的特异性IgM和/或IgG抗体,就会与胶体金垫上的金标抗原结合,并被检测线的上的抗IgM和/或IgG抗体截留,从而使试剂盒上的检测线显色。同时设置的质控线保证检测结果的有效性。
进而,本发明还提供了所述新型冠状病毒检测试剂盒的具体制备方法。
1)将胶体金溶液、碳酸钾溶液及重组N蛋白抗原混匀,静置得到重组N蛋白抗原胶体金溶液,加入牛血清白蛋白溶液混匀,静置后离心,以磷酸缓冲液重悬沉淀,再次离心后,将沉淀溶于胶体金缓冲液中,制备得到胶体金标记的N蛋白溶液。
2)按照与1)相同的方法,分别制备胶体金标记的S-RBD蛋白溶液,以及胶体金标记的第一动物IgG抗体溶液。
3)将胶体金垫置于多聚酯纤维素膜预处理液中室温浸泡后,干燥,分别取胶体金标记的N蛋白溶液、S-RBD蛋白溶液和第一动物IgG抗体溶液,以胶体金缓冲液稀释,等体积混合后印膜、干燥。
4)取小鼠抗人IgG抗体和IgM抗体溶液,磷酸缓冲液稀释,于NC膜上印膜、干燥。
5)取第二动物抗第一动物IgG抗体溶液,磷酸缓冲液稀释,于NC膜上印膜、干燥。
6)在NC膜两端分别粘贴吸水垫及胶体金垫,固定于底板上,并在胶体金垫侧加上样品垫,组装得到新型冠状病毒检测试剂盒。
本发明所述试剂盒在低湿度、低温度环境下组装,成品放入铝箔袋,加入干燥剂,密封保存。
本发明上述制备方法中,所述的磷酸缓冲液pH值为7.4,浓度50mmol/L。
进而,本发明上述制备方法中使用的多聚酯纤维素膜预处理液的组成为:0.5%聚乙烯醇、50mM PBS、0.5% BSA、0.88% NaCl,pH值7.4。
本发明优选将胶体金垫在所述多聚酯纤维素膜预处理液中预处理1小时。
所述胶体金缓冲液的组成为:pH=9.0的10mmol/L Tris-HCl、0.2% BSA、5%海藻糖、2%蔗糖、0.286%柠檬酸钠。
采用本发明制备的新型冠状病毒检测试剂盒检测2019-nCoV抗体,操作快速方便,取样简单,检测速度快,检测结果特异性强、灵敏度高。
胶体金是一种常用的示踪剂,广泛应用于病毒的检测。本发明利用胶体金开发的新型冠状病毒检测试剂盒能够快速实现对人体血清、血浆或全血中2019-nCoV的IgM和IgG抗体同时体外定性检测。与核酸检测相比,取样容易、操作简便,可及时诊断,避免了场地的限制,适用于大规模人群的快速筛查,为学校开学、企业复工等需求提供高效的排查手段,从而及早预防疫情扩散。
本发明新型冠状病毒检测试剂盒的检测灵敏度高,可以有效提高检出效率,避免核酸检测的假阴性,对新冠病毒的早期诊断和排查具有重要价值,并为临床判断急性期或恢复期提供有价值的参考数据。
本发明的新型冠状病毒检测试剂盒与单独使用N蛋白的检测试剂盒相比,加入S-RBD蛋白后的检测灵敏度和准确度进一步提高,并可同时检测早期感染和中晚期感染,与核酸检测试剂盒联用,还可以进一步排除治愈患者、假阳性患者,避免漏检。
附图说明
图1是本发明新型冠状病毒检测试剂盒的结构示意图。
图中,1—样品垫;2—胶体金垫;3—NC膜;4—IgM检测线;5—IgG检测线;6—质控线;7—吸水垫;8—底板。
图2是本发明新型冠状病毒检测试剂盒的检测结果判读标准。
图中,A是阳性结果,血液中存在IgM与IgG;B是阳性结果,血液中存在IgM;C是阳性结果,血液中存在IgG;D是阴性结果,血液中不存在IgM和IgG;E、F、G、H均为无效检测结果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不是限制本发明的保护范围。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下,针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型,均应包含在本发明的保护范围之内。
以下给出了本发明实施例中使用到的各种试剂及其来源。
小鼠抗人IgG和IgM抗体:购自中国深圳菲鹏生物股份有限公司。
2019-nCoV的N蛋白:为体外重组蛋白,购自中国深圳菲鹏生物股份有限公司。
兔IgG和山羊抗兔IgG抗体,均购自Sigma公司。
NC膜:购自Millipore公司。
多聚酯纤维素膜:购自Alstrom公司。
实施例1。
1)制备胶体金溶液:在圆底烧瓶中加入500mL超纯水,再加入1%氯化金溶液10mL,搅拌下加热至刚开始沸腾时,一次性迅速加入12mL 10%柠檬酸三钠溶液,在溶液完全变成深红色后停止加热,利用余热继续反应10分钟。随后用冷水降温至室温,加入去离子水定容至500mL,4℃避光保存。
2)抗原标记:取10mL胶体金溶液,加入60μL 0.1mol/L碳酸钾溶液,迅速加入100μgN蛋白抗原,混匀后室温放置30分钟。迅速加入100μL 20%牛血清白蛋白溶液,混匀后室温放置30分钟,12000rpm离心20分钟。弃上清液,再加入50mmol/L、pH7.4的磷酸盐缓冲液5mL将沉淀悬浮,12000rpm离心20分钟,弃上清液,将沉淀溶于1.0mL胶体金缓冲液(10mmol/L、pH9.0 Tris-HCl,0.2% BSA,5%海藻糖,2%蔗糖,0.286%柠檬酸钠)中,4℃避光保存。
以同样方法标记S-RBD蛋白和兔IgG抗体。
3)胶体金垫制备:配制含有0.5% PVA、50mmol/L PBS、0.5% BSA、0.88% NaCl,pH7.4的多聚酯纤维素膜预处理液,将待处理的多聚酯纤维素膜置于预处理液中,室温下浸泡1小时,将膜取出,置37℃干燥后密封备用。
分别取胶体金标记的N蛋白、S-RBD蛋白和兔IgG抗体溶液等体积混合,用胶体缓冲液稀释至OD530为5。启动印膜仪,装载抗体,设定喷笔移动速度30mm/秒,液体推进速度3.0μL/cm,在多聚酯纤维素膜上进行印膜。将印制后的多聚酯纤维素膜于干燥箱内37℃干燥6小时,置于含干燥剂的密封袋内保存。
4)NC膜包被抗体:取鼠抗人IgM抗体溶液和IgG抗体溶液,分别用磷酸盐缓冲液(50mmol/L、pH7.4)稀释至1.2mg/mL。同样方法获得山羊抗兔IgG抗体溶液。
分别装载不同的抗体溶液,启动印膜仪,设定喷笔移动速度30mm/秒,液体推进速度0.5μL/cm,在贴有硝酸纤维素膜的PVC片上分别进行印膜,包被检测线和质控线。将印制好的膜于干燥箱内37℃干燥6小时,置于含干燥剂的密封袋内保存。
5)试剂盒组装:启动除湿机,使操作室内的湿度降至25%以下,同时保持温度低于28℃。
如图1所示,将NC膜3固定于底板8上, NC膜上从左向右依次包被有IgM检测线4、IgG检测线5和质控线6。在NC膜3的左端和右端分别粘贴胶体金垫2和吸水垫7,最后在胶体金垫2的左侧粘贴上样品垫1。将粘贴好的检测片于切条机上切成4.0mm宽的试纸条,放入塑料卡扣底座的凹槽中,塑料盖置于其上,压紧,组装得到新型冠状病毒检测试剂盒。包装的成品放入铝箔袋中,加入1g/袋干燥剂,密封保存。
实施例2:新型冠状病毒检测试剂盒的使用。
1)准备工作:首先将试剂盒与血液样本置于室温条件下恢复至常温状态。
2)沿包装袋切口部位撕开,取出试剂盒放于水平台面上并按样本编号。
3)向加样孔内加入血浆或血清10μL,再立即加入样本稀释液80μL。
4)10分钟后在结果观察区读取结果,并做出判断。
判断标准如图2。
阳性:C区(质控线)显示红线,T区(检测线)出现一条或两条红线(图2A、B、C)。
阴性:C区(质控线)显示红线,T区(检测线)无显色(图2D)。
无效:C区(质控线)无显色(图2E、F、G、H)。
实施例3:单一抗原试剂盒与两种抗原试剂盒对比。
按照实施例1方法,分别制备胶体金垫上只包被有N蛋白抗原的A试剂盒,以及包被抗原为N & S-RBD两种蛋白的B试剂盒。
获取山西医科大学第一医院、山西医科大学附属肺科医院40名临床确诊COVID-19患者的血清/血浆,以及30名健康人血清/血浆,分别以A、B试剂盒对其进行检测。检测结果见表1。
从表1结果可以看出,使用N & S-RBD两种蛋白的B试剂盒检测灵敏度明显高于A试剂盒,表明增加S-RBD蛋白作为抗原,可以降低错检、漏检率,提高初步筛查的准确度。
Claims (10)
1.一种新型冠状病毒检测试剂盒,包括底板,以及固定在所述底板上的包被有抗原的胶体金垫、设置有质控线和检测线的NC膜、吸水垫和样品垫,其中,在所述NC膜的检测线端依次固定胶体金垫和样品垫,质控线端固定吸水垫,其特征是在所述胶体金垫上包被的抗原是由胶体金标记的N蛋白和胶体金标记的S-RBD蛋白混合组成的混合抗原蛋白,所述NC膜上设置的检测线为小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体检测线。
2.根据权利要求1所述的检测试剂盒,其特征是在所述胶体金垫上包被有胶体金标记的第一动物IgG抗体,相应在所述质控线上包被有第二动物抗第一动物IgG抗体。
3.根据权利要求1或2所述的检测试剂盒,其特征是将所述小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体分别设置成两条检测线。
4.根据权利要求1或2所述的检测试剂盒,其特征是将所述小鼠抗人IgM抗体和小鼠抗人IgG抗体混合设置成小鼠抗人IgM/IgG混合抗体检测线。
5.根据权利要求2所述的检测试剂盒,其特征是所述第一动物IgG抗体为兔IgG抗体,所述第二动物抗第一动物IgG抗体为山羊抗兔IgG抗体。
6.权利要求1或2所述新型冠状病毒检测试剂盒的制备方法,包括:
1)将胶体金溶液、碳酸钾溶液及重组N蛋白抗原混匀,静置得到重组N蛋白抗原胶体金溶液,加入牛血清白蛋白溶液混匀,静置后离心,以磷酸缓冲液重悬沉淀,再次离心后,将沉淀溶于胶体金缓冲液中,制备得到胶体金标记的N蛋白溶液;
2)按照与1)相同的方法,分别制备胶体金标记的S-RBD蛋白溶液,以及胶体金标记的第一动物IgG抗体溶液;
3)将胶体金垫置于多聚酯纤维素膜预处理液中室温浸泡后,干燥,分别取胶体金标记的N蛋白溶液、S-RBD蛋白溶液和第一动物IgG抗体溶液,以胶体金缓冲液稀释,等体积混合后印膜、干燥;
4)取小鼠抗人IgG抗体和IgM抗体溶液,磷酸缓冲液稀释,于NC膜上印膜、干燥;
5)取第二动物抗第一动物IgG抗体溶液,磷酸缓冲液稀释,于NC膜上印膜、干燥;
6)在NC膜两端分别粘贴吸水垫及胶体金垫,固定于底板上,并在胶体金垫侧加上样品垫,组装得到新型冠状病毒检测试剂盒。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征是所述磷酸缓冲液的pH值为7.4,浓度50mmol/L。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征是所述多聚酯纤维素膜预处理液的组成为:0.5%聚乙烯醇、50mM PBS、0.5% BSA、0.88% NaCl,pH值7.4。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征是将所述胶体金垫在多聚酯纤维素膜预处理液中预处理1小时。
10.根据权利要求6所述的制备方法,其特征是所述胶体金缓冲液的组成为:pH=9.0的10mmol/L Tris-HCl、0.2% BSA、5%海藻糖、2%蔗糖、0.286%柠檬酸钠。
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