CN111474356A - 一种双免疫磁珠分选试剂及其制备方法和在体液外泌体富集中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种双免疫磁珠分选试剂的制备方法,包括:取经活化的磁珠,加入饱合偶联用量的抗CD63/CD9双单克隆抗体和PBS,于室温下混合一段时间,PBS清洗,加入甘氨酸混合,封闭剩余的醛基;加入含有BSA的PBS溶液混合一段时间,封闭非特异性的吸附位点,PBS清洗,加入PBS缓冲液混悬,即得到均匀的修饰有双单抗的免疫磁珠。本发明以CD63/CD9为分选富集外泌体标志物,CD63/CD9为外泌体广谱性标志物,偶联免疫磁珠后,特异性好,分选富集效率高;CD63/CD9双偶联免疫磁珠后敏感性和重复性较好,可以检出相关的外泌体。
Description
技术领域
本发明涉及生物医药,具体涉及一种双免疫磁珠分选试剂及其制备方法和在体液外泌体富集中的应用。
背景技术
外泌体是细胞经过"内吞-融合-外排"等一系列调控过程而形成的细胞外纳米级小囊泡。外泌体可以携带蛋白,运送RNA,在细胞间物质和信息转导中起重要作用。
人体内多种细胞及体液均可分泌外泌体,包括内皮细胞、免疫细胞、血小板、平滑肌细胞等。当其由宿主细胞被分泌到受体细胞中时,外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性。外泌体介导的细胞间通讯主要通过以下三种方式:一是外泌体膜蛋白可以与靶细胞膜蛋白结合,进而激活靶细胞细胞内的信号通路。二是在细胞外基质中,外泌体膜蛋白可以被蛋白酶剪切,剪切的碎片可以作为配体与细胞膜上的受体结合,从而激活细胞内的信号通路。有报道称一些外泌体膜上蛋白在其来源细胞膜上未能检测出。三是外泌体膜可以与靶细胞膜直接融合,非选择性的释放其所含的蛋白质、mRNA以及microRNA。
外泌体的提取主要包括以下几种方式。
1、超速离心法,这是目前外泌体提取最常用的方法。此种方法得到的外泌体量多,但是纯度不足,电镜鉴定时发现外泌体聚集成块,由于微泡和外泌体没有非常统一的鉴定标准,也有一些研究认为此种方法得到的是微泡不是外泌体。
2、过滤离心,这种操作简单、省时,不影响外泌体的生物活性,但同样存在纯度不足的问题。
3、密度梯度离心法,用此种方法分离到的外泌体纯度高,但是前期准备工作繁杂,耗时,量少。
4、免疫磁珠法,这种方法可以保证外泌体形态的完整,特异性高、操作简单、不需要昂贵的仪器设备,但是非中性pH和非生理性盐浓度会影响外泌体生物活性,不便进行下一步的实验。
5、PS亲和法,该方法将PS(磷脂酰丝氨酸)与磁珠结合,利用亲和原理捕获外泌体囊泡外的PS。该方法与免疫磁珠法相似,获得的外泌体形态完整,纯度最高。由于不使用变性剂,不影响外泌体的生物活性,外泌体可用于细胞共培养和体内注射。但该方法较新,使用成本偏高。
6、色谱法,这种方法分离到的外泌体在电镜下大小均一,但是需要特殊的设备,应用不广泛。
发明内容
本发明的目的是提供一种双免疫磁珠分选试剂及其制备方法和在体液外泌体富集中的应用,以克服现有技术存在的缺陷。
作为本发明的第一个方面提供了一种双免疫磁珠分选试剂的制备方法,包括:取经活化的磁珠,加入饱合偶联用量的抗CD63/CD9双单克隆抗体和PBS,于室温下混合一段时间,PBS清洗,加入甘氨酸混合,封闭剩余的醛基;加入含有BSA的PBS溶液混合一段时间,封闭非特异性的吸附位点,PBS清洗,加入PBS缓冲液混悬,即得到均匀的修饰有双单抗的免疫磁珠。
进一步的,所述抗CD63/CD9双单克隆抗体与所述磁珠之间的质量比为1:5。
进一步的,所述方法具体包括以下步骤:
S1:将抗CD63/CD9双抗体对PBS在4℃,经过三次透析,过夜,储存在PBS中,将偶联浓度调整到5mg/ml;
S2:取2mg/mL的活化磁珠500μL,加入40μL 5mg/mL的抗CD63/CD9双单克隆抗体,在1.5ML微离心管中,于室温下圆周混合3h,1ML PBS清洗三次;
S3:加入500μL 0.2mol/L甘氨酸混合30min,封闭剩余的醛基;1ML PBS清洗三次;
S4:加入含有质量百分比2.5%BSA的PBS溶液混合30min,封闭非特异性的吸附位点;PBS清洗3次;
S5:加入500μL PBS缓冲液漩涡震荡,得到浓度为2.0mg/ml的均匀修饰有双单抗的免疫磁珠即双免疫磁珠分选试剂。
作为本发明的第二个方面还提供了由上述方法制备的双免疫磁珠分选试剂。
作为本发明的第三个方面还提供了上述双免疫磁珠分选试剂在体液外泌体富集中的应用。
进一步的,所述应用具体包括:取待分选的体液,加入混匀的免疫磁珠,孵育一段时间,通过免疫磁珠磁分离方法,弃悬浮液,PBS洗涤,将弃悬浮液,再用PEG洗脱液洗脱,上清即为外泌体富集液。
进一步的,所述待分选细胞液与所述与双免疫磁珠分选试剂的体积比为3~100:1。
进一步的,所述应用具体包括:取待分选的体液100μL,加入2mg/mL的混匀的免疫磁珠10μL,30℃孵育30分钟后,在磁力架上利用免疫磁珠磁分离方法,将悬浮液弃之,用Ph=7.4的0.01M PBS重复洗涤2-3次,将悬浮液弃之,最后每管用100μL 8%PEG洗脱液洗脱,上清即为外泌体富集液。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明以CD63/CD9为分选富集外泌体标志物,CD63/CD9为外泌体广谱性标志物,偶联免疫磁珠后,特异性好,分选富集效率高;
CD63/CD9双偶联免疫磁珠后敏感性和重复性较好,可以检出相关的外泌体。
附图说明
图1是本发明实施例中的透射电镜照片;
图2是本发明实施例中通过Western方法(MEM9/MEM63)检测不同组分中外泌体含量的实验照片。
具体实施方式:
实施例
1、抗CD63/CD9双单克隆抗体
CD63/CD9双单克隆抗体为抗-CD9(VJ1/20克隆)和抗-CD63(Tea 3/18克隆)。
2、纳米免疫磁珠制备
纳米免疫磁珠制备包括活化磁珠与单抗的偶联关键步骤。通过优化纳米粒子的粒径和抗体的连接效率,提高纳米免疫磁珠对抗原细胞的吸附效率。
2.1纳米磁珠的选择及修饰
试验方法:
2.1.1、活化磁珠的购买:本实施例使用的是美天尼公司生产的磁珠。
2.1.2、磁珠选择50nm活化磁珠。
2.2免疫磁珠与单抗偶联制备
试验方法:
2.2.1抗体偶联:
1)抗体偶联前,抗CD63/CD9双抗体对PBS在4度,经过三次透析,过夜,储存在PBS中,将偶联浓度调整到5mg/ml.
2)所述CD63/CD9双免疫磁珠的制备:
取活化磁珠500μL,2mg/mL(以活性磁珠的质量计),加入40μL 5mg/mL的抗CD63/CD9双单克隆抗体,在1.5ML微离心管中,于室温下圆周混合3h,1ML PBS清洗三次,加入500μL 0.2mol/L甘氨酸混合30min,封闭剩余的醛基;1MLPBS清洗三次;加入含有质量百分比2.5%BSA的PBS溶液混合30min,封闭非特异性的吸附位点,PBS清洗3次,加入500μL PBS缓冲液漩涡震荡,即得到浓度为2.0mg/ml的均匀的修饰有双单抗的免疫磁珠。
2.2.2、对单抗标记纳米磁珠的反应条件进行优化,选择最佳的反应条件方法如下:
1)反应介质的选择:分别取500μL纳米磁珠,置于7个离心管中,编号,在外加磁场的作用下,将1、2管中介质换成磷酸盐缓冲液,浓度以此为0.1M PB(pH=7.4)和0.01M PB(pH=7.4),第3-6管中介质分别为0.1M PBS(pH=6.0)、0.01M PBS(pH=6.0)、0.1M PBS(pH=7.4)和0.01M PBS(pH=7.4),第7管中介质为去离子水(pH=6.0),分别向管中加入40μL(5mg/ml)抗体,放到恒温振荡器上反应6h后(150r/min),置于磁场中分离上清液,在紫外分光光度计下测OD280nm,确定最佳的反应介质。
2)最佳温度的确定:向经过表面修饰后磁珠中加入最适浓度的抗体,分别采用室温(25℃)和37℃两种温度条件下反应4h,然后用0.01M PBS(pH=7.4)洗涤数次,恢复其原体积并测其上清中OD280nm值。
3)最佳时间的确定:取6个1.5mL离心管,依次编号1-6,向每管中加入500μL活化处理的纳米磁珠,用0.01M PBS(pH=7.4)洗涤2-3次,加入40μL(5mg/ml)抗体,加入后立即测上清OD280nm值,然后每隔1h测一次OD280nm值,直至6h。
4)抗体偶联磁珠的饱和浓度:,500ul 2mg/ml纳米磁珠分别用不同量的抗体
5mg/ml,10μL、30μL、40μL、60ul,100μL,补足总体积为600ul,偶联于室温30分钟,加入后立即测上清OD280nm值,偶联完成后,再测一次OD280nm值,确定饱和偶联抗体磁珠比例。
2.2.3、抗体偶联量的检测:
采用(BCA)试剂盒(上海生工生物工程技术服务有限公司)结合酶标仪(美国
PerKinEImer公司)检测偶联反应后上清液中抗体的含量。抗CD63/CD9双单克隆抗体溶液用pH7.4,0.01moL磷酸盐吐温(0.05%Tween-20)溶液稀释为0.5mg/ml的标准溶液,分别取0,1,2,4,8,12,16,20μL标准液于酶反应条中,每个标准溶液做1个平行重复,每孔加pH7.4,0.01mol/L磷酸盐吐温(O.05%Tween-20)溶液补足总体积为20μL;将待检测上清液12000r/min,离心10min后,取20μL于酶反应条中,每个待检测上清液做1个平行重复;
向所有加了标准液或上清液的酶反应孔中加入200μL BCA反应液,60℃反应30min;用酶标仪检测各孔的吸光度(A)值。根据标准液的浓度与吸光值做出标准曲线,再根据待检测上清液的吸光度值得到上清液中抗体的量,从而得出单位质量磁珠表面偶联的双抗体含量。
3试验结果:
3.1、反应介质的确定:合适的离子浓度和pH的反应介质,对于磁珠与蛋白质高效的偶联减少它们之间的非特异性吸附具有重要作用。实验结果显示,当介质为0.01M PBS(pH=7.4)时,非特异性吸附不明显,OD280值较高,可以作为包被磁珠的反应介质。
3.2、最佳温度的确定:在37℃温度偏高,导致部分溶液挥发,且与室温条件相比测得的上清中的OD280数值极其不稳定,故抗体的实验选择室温包被。
3.3、最佳包被时间:从表1中可以看出,三种抗体经磁珠吸附4h后基本上达到了饱和,OD280值趋于稳定,因此确定包被时间为4h。
表1抗体包被磁珠最佳时间
3.4、抗体磁珠偶联比例:结果最终显示抗CD63/CD9双单克隆抗体,将抗体浓度定为5mg/ml,磁珠浓度为2mg/ml,抗体和磁珠质量比为200ug:1000ug,此时进行磁珠偶联,抗体偶联基本可达到饱和。
3.5、磁珠表面抗体定量采用BCA蛋白定量试剂盒检测磁珠表面连接的抗CD63/CD9双抗体的量。得到浓度已知的蛋白标准溶液所对应的吸光度值。根据不同标准溶液所含蛋白量与其吸光度值,做标准曲线。将上清液样品吸光度值代入公式,得出上清液样品中蛋白含量分别为67.9,因加入反应抗体为200μg,即每毫克磁珠表面连接的抗体量为132.1;综合以上计算可得,磁珠表面连接的抗CD63/CD9双抗体量平均为132.1μg/mg。
四、抗CD63/CD9双免疫磁珠富集外泌体试验
使用本实施例步骤2.2制备的抗CD63/CD9双免疫磁珠用于尿液外泌体收集;对尿液中外泌体进行富集,对富集样品进行测试,判断反应条件及反应效率。
试验方法:
1、尿液外泌体样品准备及抗CD63/CD9双免疫磁珠富集外泌体:
1)收集狼疮肾病患者尿液。尿液样本收集容器(100ml)收集。4度,2250g离心30分钟,收集上清(加入鸡尾蛋白酶抑制剂保存(sigma))。
2)将200ul制备的抗CD63/CD9双免疫磁珠,加入2ml尿液上清中混匀,孵育,然后使用德国美天尼公司的LS柱和强磁场磁力分离器,进行分离,PBS清洗,然后将磁珠吸附细胞重新悬浮于100ul 8%PEG溶液中洗脱,离心收集上清,备用。
2、纳米免疫磁珠最佳用量确定:取5份狼疮肾病患者尿液,每份2毫升,分别加入纳米免疫磁珠20μL、50μL、200μL、500μL,28℃温箱中孵育1h后,在磁力架上利用免疫磁珠磁分离方法,将悬浮液弃之,用适量的0.01M PBS(Ph=7.4)重复洗涤2-3次,将悬浮液弃之,最后每管用100μL 8%PEG洗脱备用。
3、纳米免疫磁珠与外泌体最佳反应时间的确定:将体积为2ml的4份狼疮肾病患者尿液上清分别加入磁珠200μL,28℃温箱中分别孵育10min、30min、60min后,在磁力架上利用免疫磁珠磁分离方法,将将悬浮液弃之,用适量的0.01M PBS(pH=7.4)重复洗涤2-3次,将悬浮液弃之,最后每管用100μL 8%PEG洗脱备用。
4、试验结果:
4.1经电镜(图1)和Western测试(图2),在制备的样品中,外泌体形态完整,分布均匀,抗CD63/CD9双免疫磁珠对相对应外泌体富集率可以达到回收率90%-95%。这说明,制备的抗CD63/CD9双免疫磁珠的富集率较高,可重复性较好,可以回收相关的外泌体样本。
4.2纳米免疫磁珠用量:经测试,尿液与纳米磁珠比为40:1时,富集效果较好且不会造成磁珠浪费。
4.3纳米免疫磁珠与尿液外泌体最佳反应时间:见表2,磁珠与样本结合时间过长或过短,都会增加非特异性反应。因此纳米免疫磁珠与样本反应的最佳时间为30min。
表2纳米免疫磁珠与尿液样本最佳反应时间
时间(min) | 富集效率 |
10 | 62.38% |
30 | 89.12% |
60 | 91.25% |
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种双免疫磁珠分选试剂的制备方法,其特征在于,包括:取经活化的磁珠,加入饱合偶联用量的抗CD63/CD9双单克隆抗体和PBS,于室温下混合一段时间,PBS清洗,加入甘氨酸混合,封闭剩余的醛基;加入含有BSA的PBS溶液混合一段时间,封闭非特异性的吸附位点,PBS清洗,加入PBS缓冲液混悬,即得到均匀的修饰有双单抗的免疫磁珠。
2.根据权利要求1所述的方法,所述抗CD63/CD9双单克隆抗体与所述磁珠之间的质量比为1:5。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法具体包括以下步骤:
S1:将抗CD63/CD9双抗体对PBS在4℃,经过三次透析,过夜,储存在PBS中,将偶联浓度调整到5mg/ml;
S2:取2mg/mL的活化磁珠500μL,加入40μL 5mg/mL的抗CD63/CD9双单克隆抗体,在1.5ML微离心管中,于室温下圆周混合3h,1ML PBS清洗三次;
S3:加入500μL 0.2mol/L甘氨酸混合30min,封闭剩余的醛基;1ML PBS清洗三次;
S4:加入含有质量百分比2.5%BSA的PBS溶液混合30min,封闭非特异性的吸附位点;PBS清洗3次;
S5:加入500μL PBS缓冲液漩涡震荡,得到浓度为2.0mg/ml的均匀修饰有双单抗的免疫磁珠即双免疫磁珠分选试剂。
4.由权利要求1~3任一所述方法制备的双免疫磁珠分选试剂。
5.权利要求4中的双免疫磁珠分选试剂在体液外泌体富集中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述应用具体包括:取待分选的体液,加入混匀的免疫磁珠,孵育一段时间,通过免疫磁珠磁分离方法,弃悬浮液,PBS洗涤,将弃悬浮液,再用PEG洗脱液洗脱,上清即为外泌体富集液。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述待分选细胞液与所述与双免疫磁珠分选试剂的体积比为3~100:1。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述应用具体包括:取待分选的体液100μL,加入2mg/mL的混匀的免疫磁珠10μL,30℃孵育30分钟后,在磁力架上利用免疫磁珠磁分离方法,将悬浮液弃之,用Ph=7.4的0.01M PBS重复洗涤2-3次,将悬浮液弃之,最后每管用100μL 8%PEG洗脱液洗脱,上清即为外泌体富集液。
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