CN111443007A - 一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法 - Google Patents
一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,借助透明质酸‑‑聚乙烯亚胺水凝胶‑混合纤维素滤膜构成的复合膜结构,构建了一个用于检测透明质酸酶的流速测定体系。当透明质酸酶存在时,透明质酸酶可以对透明质酸进行酶切反应,酶切后的透明质酸水凝胶滤膜之间的孔隙大小发生相应变化。因此,通过透明质酸水凝胶复合膜的水的流速会发生相应的变化,排出的水的质量也产生相应的变化,基于此实现了对透明质酸酶浓度的检测。本发明方法原料易得、操作简单、耗时较短而且灵敏度高,有望在生命科学及医学临床检测等领域得到广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及分析化学的技术领域,特别是指一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法。
背景技术
透明质酸(HA)是一种线性阴离子糖胺聚糖,透明质酸的结构由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基-D-葡萄糖胺形成的重复二糖单元组成。透明质酸的合成和降解与各种生物过程,如胚胎发生,炎症,伤口愈合,细胞增殖,分化和迁移密切相关,并可能参与某些恶性肿瘤的发展。透明质酸酶(HAase)是一种内切葡聚糖酶,可将透明质酸切割成小片段,降解透明质酸调节肿瘤细胞的转移。据报道,透明质酸酶的过表达与许多恶性肿瘤如前列腺癌,膀胱癌,脑癌和结肠直肠癌有关。因此,透明质酸酶作为潜在的肿瘤标志物,对其进行早期检测对癌症的临床诊断和治疗具有重要意义。现阶段,研究人员开发出的主要检测方法有粘度法、酶谱法、比浊法、荧光法、比色法、免疫测定法等。但是这些方法均需要复杂而漫长的前期准备工作或贵重的仪器以及繁琐的操作。因此,发展一种简单快捷的透明质酸酶检测方法是迫切需要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种操作简单、灵敏度高的基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法。
为了达成上述目的,本发明的解决方案是:
一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,包括以下步骤:
步骤S1:将透明质酸溶液与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)溶液和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶液混合15min,反应后所得的溶液加入到可换膜针式过滤器内放置的已被润湿的混合纤维素滤膜表面,将聚乙烯亚胺(PEI)溶液滴加在上述混合溶液上部,震荡均匀,用石蜡封口膜密闭整个装置,3h后形成以混合纤维素微孔滤膜为基膜的透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶复合滤膜;
步骤S2:将不同浓度的透明质酸酶分别加入到装有复合滤膜的可更换滤膜针式过滤器中,进行酶切反应,反应完后在该复合膜上再覆盖一层滤膜,拧上针式过滤器的下半部分,过滤器的上半部分接入一支装有少量水的10毫升注射器,拔掉注射器活塞后加水到10毫升指示线位置,将该过滤装置安装到带有两通阀的隔膜真空泵上,待隔膜泵读数稳定后打开两通阀,收集5分钟内通过水凝胶复合膜的水,用电子天平称量水的质量;
步骤S3:根据收集到的不同透明质酸酶浓度体系的水的质量,绘制标准曲线;
进一步,所述步骤S1具体如下:
步骤S1-1:透明质酸溶液质量分数为1%,用量为40μL,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液浓度为97.6mg/mL,用量为10μL,N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)溶液浓度为23mg/mL,用量为10μL;混合温度为25℃;
步骤S1-2:聚乙烯亚胺溶液质量分数为0.4%,用量为20μL,加入滤膜前先加入60μL超纯水增加聚乙烯亚胺溶液体积;混合温度为25℃。
进一步,所述步骤S2具体如下:
骤S2-1:将不同浓度的透明质酸酶分别加入到装有透明质酸水凝胶复合膜的针式过滤器中,在37℃下进行酶切反应120分钟;
步骤S2-2:将过滤器中的透明质酸酶溶液吸出,用少量超纯水轻轻洗涤滤膜,再将残余液体吸出;
步骤S2-3:将一只50mL离心管带盖称重后放入隔膜真空泵的出水口下方,5分钟后取出,拧上瓶盖,用电子天平称量带水重量,前后相减得到管中水的质量,用水的质量间接反映水凝胶复合滤膜的流速。
本发明采用以上技术方案,借助透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶与混合纤维素微孔滤膜组成的复合结构,构建了一个用于检测透明质酸酶流速测定体系。透明质酸酶可以对透明质酸进行酶切反应,酶切后的透明质酸水凝胶复合滤膜的孔隙大小会产生变化。因此,当透明质酸酶存在且浓度不同时,水凝胶复合膜的流速也会产生变化,基于此可以实现对透明质酸酶浓度的检测。
相较于现有透明质酸酶的检测方法,本发明的显著优点在于:
1、所需要的原材料简单易得,不需要复杂的合成步骤。
2、操作简单,无须昂贵的仪器和复杂的操作,对透明质酸酶的检测简单而又快速。
3、本发明方法能够直接用于检测透明质酸酶,从2U/mL到40U/mL的浓度范围内对透明质酸酶呈现较好的线性响应。
附图说明
图1为本发明的透明质酸酶的检测示意图。
图2为不同浓度透明质酸酶相对应的水凝胶滤膜排水量变化,即流速变化;
图3为本发明方法的检测特异性结果。
具体实施方式
如图1至图3所示,为了进一步解释本发明的技术方案,下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
溶液配制:
透明质酸溶液:称取20mg透明质酸,加2mL水溶解于离心管中,得到质量分数为1%的透明质酸溶液,振荡至透明质酸在溶液中混合均匀备用。
1x PBS缓冲液:量取2mL的20x PBS缓冲液(200mM),用38mL超纯水溶解,得到40mL的1x PBS缓冲液(10mM)备用。
1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液:称取4.88mg 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐,加0.05mL1x PBS缓冲液溶解于离心管中,得到浓度为97.6mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液备用。
N-羟基琥珀酰亚胺溶液:称取4.6mg N-羟基琥珀酰亚胺,加0.2mL1x PBS缓冲液溶解于离心管中,得到浓度为23mg/mL的N-羟基琥珀酰亚胺溶液备用。
聚乙烯亚胺溶液:称取2mg聚乙烯亚胺,加0.5mL水溶解于离心管中,得到质量分数为0.4%的聚乙烯亚胺溶液,振荡至聚乙烯亚胺在溶液中混合均匀备用。
透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶-混合纤维素滤膜的制备方法如下:
(1)取质量分数为1%的透明质酸40μL和97.6mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液10μL以及23mg/mL的N-羟基琥珀酰亚胺溶液10μL在离心管混合,室温反应15分钟,得到混合溶液;
(2)将上述混合溶液加入可换膜针式过滤器内放置的已被润湿的混合纤维素滤膜表面,在质量分数为0.4%的聚乙烯亚胺(PEI)溶液20μL中再加入60μL水,然后滴加在上述混合溶液上部,震荡均匀,用石蜡封口膜密闭整个装置,3h后形成以混合纤维素微孔滤膜为基膜的透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶复合滤膜。
实施例1
透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶-混合纤维素滤膜的制备
(1)取质量分数为1%的透明质酸40μL和97.6mg/mL的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液10μL以及23mg/mL的N-羟基琥珀酰亚胺溶液10μL在离心管混合,室温反应15分钟,得到混合溶液;
(2)将上述混合溶液加入可换膜针式过滤器内放置的已被润湿的混合纤维素滤膜表面,在质量分数为0.4%的聚乙烯亚胺(PEI)溶液20μL中再加入60μL水,然后滴加在上述混合溶液上部,震荡均匀,用石蜡封口膜密闭整个装置,3h后形成以混合纤维素微孔滤膜为基膜的透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶复合滤膜。
实施例2
标准曲线的绘制
(1)将不同浓度的透明质酸酶(470μL)分别加入到装有复合滤膜的可更换滤膜针式过滤器中,进行酶切反应120分钟,将过滤器中的透明质酸酶溶液吸出,用少量超纯水轻轻洗涤滤膜,再将残余液体吸出;
(2)残余液体吸出后在该复合膜上再覆盖一层滤膜,拧上针式过滤器的下半部分,过滤器的上半部分接入一支装有少量水的10毫升注射器,拔掉注射器活塞后加水到10毫升指示线位置,将该过滤装置安装到带有两通阀的隔膜真空泵上;
(3)将50mL离心管带盖称重后放入隔膜真空泵的出水口下方,打开隔膜真空泵开关,待表盘读数稳定后打开两通阀,收集5分钟内通过水凝胶复合膜的水,用电子天平称量水的质量。
记录天平的称量结果,根据不同离心管实验前后的质量差值拟合相关线性方程,得到的线性方程用于待测样品中透明质酸酶浓度的检测。
如图2所示,分别测定了从透明质酸酶浓度在0U/mL-20U/mL范围内水凝胶滤膜的排水量。可以看出,随着透明质酸酶的浓度升高,相对应的排出水的质量也随之增大。因此,本发明可以实现对透明质酸酶浓度的定量检测。图2为不同浓度透明质酸酶和排水量之间的线性变化。
实施例3
待测样品中透明质酸酶浓度的测定
(1)将待测样品(470μL)加入到装有复合滤膜的可更换滤膜针式过滤器中,进行酶切反应120分钟,将过滤器中的透明质酸酶溶液吸出,用少量超纯水轻轻洗涤滤膜,再将残余液体吸出;
(2)残余液体吸出后在该复合膜上再覆盖一层滤膜,拧上针式过滤器的下半部分,过滤器的上半部分接入一支装有少量水的10毫升注射器,拔掉注射器活塞后加水到10毫升指示线位置,将该过滤装置安装到带有两通阀的隔膜真空泵上;
(3)将50mL离心管带盖称重后放入隔膜真空泵的出水口下方,打开隔膜真空泵开关,待表盘读数稳定后打开两通阀,收集5分钟内通过水凝胶复合膜的水,用电子天平称量水的质量。
记录天平的称量结果,算出离心管实验前后的质量差值,代入标准曲线中,计算出待测样品中的透明质酸酶的浓度。
实施例4
特异性检测
为了检测本发明方法对透明质酸酶检测的特异性,将本发明中所使用的透明质酸酶换成其他干扰物质,分别为氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、葡萄糖、谷胱甘肽、酪氨酸、尿酸、尿素、人血清蛋白以及空白溶液,其中,透明质酸酶的浓度为20U/Ml(0.05mg/mL),其他干扰离子的浓度均为1mg/mL。
如图3所示,对于透明质酸--聚乙烯亚胺水凝胶-混合纤维素滤膜体系,在透明质酸酶存在的时候检测到水凝胶复合滤膜流速明显增加,但是在其它干扰物质存在的情况下,水凝胶复合滤膜的流速几乎与空白溶液是相同的,这表明,该体系对其它干扰物质响应较小,并且所提出的透明质酸--聚乙烯亚胺水凝胶-混合纤维素滤膜体系有显著的特异性。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (5)
1.一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:将透明质酸溶液与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐EDC溶液和N-羟基琥珀酰亚胺NHS溶液混合15min,反应后所得的溶液加入到可换膜针式过滤器内放置的已被润湿的混合纤维素滤膜表面,将聚乙烯亚胺PEI溶液滴加在上述混合溶液上部,震荡均匀,用石蜡封口膜密闭整个装置,3h后形成以混合纤维素微孔滤膜为基膜的透明质酸-聚乙烯亚胺水凝胶复合滤膜;
步骤S2:将不同浓度的透明质酸酶分别加入到装有复合滤膜的可更换滤膜针式过滤器中,进行酶切反应,反应完后在该复合膜上再覆盖一层滤膜,拧上针式过滤器的下半部分,过滤器的上半部分接入一支装有少量水的10毫升注射器,拔掉注射器活塞后加水到10毫升指示线位置,将该过滤装置安装到带有两通阀的隔膜真空泵上,待隔膜泵读数稳定后打开两通阀,收集5分钟内通过水凝胶复合膜的水,用电子天平称量水的质量;
步骤S3:根据收集到的不同透明质酸酶浓度体系的水的质量,绘制标准曲线。
2.根据权利要求1所述的一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,其特征在于:所述步骤S1具体如下:
步骤S1-1:透明质酸溶液质量分数为1%,用量为40μL,1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶液浓度为97.6mg/mL,用量为10μL,N-羟基琥珀酰亚胺NHS溶液浓度为23mg/mL,用量为10μL;混合温度为25℃;
步骤S1-2:聚乙烯亚胺溶液质量分数为0.4%,用量为20μL,加入滤膜前先加入60μL超纯水增加聚乙烯亚胺溶液体积,混合温度为25℃。
3.根据权利要求2所述的一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,其特征在于:步骤S1-1反应体系所用的恒温混匀仪转速为350rpm;步骤S1-2反应中所用的旋涡混匀器转速为1500rpm,时间为1-2s。
4.根据权利要求1所述的一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,其特征在于:所述步骤S2具体如下:
步骤S2-1:将不同浓度的透明质酸酶分别加入到装有透明质酸水凝胶复合膜的针式过滤器中,在37℃下进行酶切反应120分钟;
步骤S2-2:将过滤器中的透明质酸酶溶液吸出,用少量超纯水轻轻洗涤滤膜,再将残余液体吸出;
步骤S2-3:将一只50mL离心管带盖称重后放入隔膜真空泵的出水口下方,5分钟后取出,拧上瓶盖,用电子天平称量带水重量,前后相减得到管中水的质量,用水的质量间接反映水凝胶复合滤膜的流速。
5.根据权利要求4所述的一种基于水凝胶复合膜流速测定透明质酸酶浓度的检测方法,其特征在于:所述透明质酸酶溶液的缓冲液为PBS缓冲液,浓度为10mM,pH为7.4。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 336, Xiahe Road, Siming District, Xiamen City, Fujian Province, 361000 Applicant after: Xiamen Eye Center Co.,Ltd. Address before: No. 336, Xiahe Road, Siming District, Xiamen City, Fujian Province, 361000 Applicant before: XIAMEN EYE CENTER OF XIAMEN UNIVERSITY Co.,Ltd. |
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GR01 | Patent grant | ||
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