CN113009141A - 化学发光免疫检测试剂盒、用途和检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开两种化学发光免疫检测试剂盒、一种信号放大多肽在化学发光免疫测定抗原含量上的用途,以及一种化学发光免疫检测方法;其中,一种化学发光免疫检测试剂盒包括偶联至少两个吖啶酯的信号放大多肽;另一种化学发光免疫检测试剂盒包括吖啶酯和信号放大多肽;信号放大多肽包括至少一个多肽单元,多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,第一氨基酸的侧链具有氨基,第二氨基酸的侧链不具有氨基。本发明化学发光免疫检测试剂盒和检测方法提高了检测的灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及体外检测技术领域,特别涉及化学发光免疫检测试剂盒、用途和检测方法。
背景技术
化学发光免疫分析方法可用于检测各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等,应用广泛。化学发光免疫分析方法包括直接化学发光免疫分析方法。在直接化学发光免疫分析方法中,吖啶酯的羧基与抗体的氨基连接,形成吖啶酯-抗体复合物,吖啶酯-抗体复合物中的抗体与待测样本中的抗原发生结合形成固相包被的抗原-抗体-吖啶酯复合物;氧化剂(例如H2O2)和NaOH溶液形成碱性环境催化吖啶酯分解产生光子,集光器和光电倍增管接收并记录单位时间内产生的光子;光子的量与待测样本中抗原的含量成正比,通过测定得到的标准曲线计算待测样本中抗原的含量。
现有技术中,直接化学发光免疫分析方法的检测灵敏度比较低。
上述内容仅用于辅助理解发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的是提出化学发光免疫检测试剂盒、用途和检测方法,旨在提高检测的灵敏度。
为实现上述目的,第一方面,本发明提出一种化学发光免疫检测试剂盒,包括偶联至少两个吖啶酯的信号放大多肽,所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,至少一个所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。
第二方面,本发明提出一种化学发光免疫检测试剂盒,包括:
吖啶酯;以及
信号放大多肽,所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,至少一个所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基,所述信号放大多肽用以连接所述吖啶酯。
可选地,所述第一氨基酸为赖氨酸。
可选地,所述第二氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯甲氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、天冬酰胺、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸的至少一种。
可选地,所述信号放大多肽的数量为多个,多个所述信号放大多肽的结构为一致。
可选地,所述第一氨基酸的数量为一个,所述第二氨基酸的数量为一个。
第三方面,本发明提出一种信号放大多肽在化学发光免疫测定抗原含量上的用途。
第四方面,本发明提出一种化学发光免疫检测方法,包括以下步骤:
(1)信号放大多肽与至少两个吖啶酯结合,形成多肽-吖啶酯复合物;
(2)所述多肽-吖啶酯复合物与抗体结合,形成抗体-多肽-吖啶酯复合物;
(3)所述抗体-多肽-吖啶酯复合物与抗原结合,碱性环境催化吖啶酯分解,检测吖啶酯分解产生的光强,通过光强数据计算抗原的浓度;
其中,所述信号放大多肽包括多肽单元,所述多肽单元包括通过肽键连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。
可选地,所述多肽-吖啶酯复合物中的信号放大多肽用以结合所述抗体。
可选地,所述第二氨基酸的羧基通过脱水缩合反应连接所述抗体的氨基。
本发明提出的两种化学发光免疫检测试剂盒均包括信号放大多肽;所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。如此,第一氨基酸的氨基可以通过脱水缩合反应结合吖啶酯的羧基,侧链不具有氨基的第二氨基酸,连接于相邻的两个第一氨基酸之间,降低了相邻的两个第一氨基酸之间的分子空间位阻,也即降低了第一氨基酸与吖啶酯结合时分子的拥挤程度,使得第一氨基酸的氨基更容易结合吖啶酯的羧基,提高了结合的效率和成功率;因此,信号放大多肽可以同时结合更多的吖啶酯,更多的吖啶酯分解后释放更多的光子,光强检测值变高,因为待测样本的浓度与光强检测值成正比,低浓度待测样本的浓度可以通过检测值的升高得以被计算出;这样,最终提高了检测的灵敏度。所述信号放大多肽用于化学发光免疫测定抗原含量,可以提高检测的灵敏度。本发明提出的检测方法采用上述信号放大多肽,也提高了检测的灵敏度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中信号放大多肽结合吖啶酯的反应示意图;
图2为本发明一实施例中多肽-吖啶酯复合物结合抗体的反应示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
需要说明,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,全文中出现的“和/或”的含义为,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案,或B方案,或A和B同时满足的方案。
本发明提出一种化学发光免疫检测试剂盒,包括偶联至少两个吖啶酯的信号放大多肽,所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,至少一个所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。
在本发明实施例中,所述化学发光免疫检测试剂盒中的信号放大多肽已偶联所述吖啶酯,检测者可以直接使用偶联吖啶酯的信号放大多肽(多肽-吖啶酯复合物)结合相应的抗体,形成抗体-多肽-吖啶酯复合物,并进行下一步抗原含量的检测。当然,在本实施例中,多肽-吖啶酯复合物也可以结合抗原或者其他功能蛋白,对此不做限定。
本发明还提出另一种化学发光免疫检测试剂盒,包括吖啶酯以及信号放大多肽,所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,至少一个所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基,所述信号放大多肽用以连接所述吖啶酯。
在本发明实施例中,所述吖啶酯和所述信号放大多肽分别以固体粉末的状态单独存放,相比以偶联混合物的液体状态存放,性质更加稳定,储存时间更久。
本发明提出的两种化学发光免疫检测试剂盒均包括信号放大多肽;所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。如此,第一氨基酸的氨基可以通过脱水缩合反应结合吖啶酯的羧基,侧链不具有氨基的第二氨基酸,连接于相邻的两个第一氨基酸之间,降低了相邻的两个第一氨基酸之间的分子空间位阻,也即降低了第一氨基酸与吖啶酯结合时分子的拥挤程度,使得第一氨基酸的氨基更容易结合吖啶酯的羧基,提高了结合的效率和成功率;因此,信号放大多肽可以同时结合更多的吖啶酯,更多的吖啶酯分解后释放更多的光子,光强检测值变高,因为待测样本的浓度与光强检测值成正比,低浓度待测样本的浓度可以通过检测值的升高得以被计算出;这样,最终提高了检测的灵敏度。
请参阅图1,可选地,所述第一氨基酸为赖氨酸。赖氨酸的结构简单,其他侧链上的分子的数量少,这样降低了所述第一氨基酸结合所述吖啶酯时因其他侧链上分子产生的空间位阻,也即降低了分子的拥挤程度,提高了所述第一氨基酸与所述吖啶酯的结合效率和结合成功率。
侧链不具有氨基的所述第二氨基酸,连接于相邻的两个所述第一氨基酸之间,降低了相邻的两个所述第一氨基酸之间的分子空间位阻,也即降低了所述第一氨基酸与所述吖啶酯结合时分子的拥挤程度,使得所述第一氨基酸的氨基更容易结合所述吖啶酯的羧基,提高了结合的效率和成功率;因此,所述信号放大多肽可以同时结合更多的所述吖啶酯,更多的所述吖啶酯分解后释放更多的光子,光强检测值变高,因为待测样本的浓度与光强检测值成正比,低浓度待测样本的浓度可以通过检测值的升高得以被计算出;这样,最终提高了检测的灵敏度。同时,所述第一氨基酸结合所述吖啶酯时的分子空间位阻比较大,可能导致一些所述第一氨基酸未能成功结合所述吖啶酯,但是所述第一氨基酸(赖氨酸)带正电,大量正电荷容易非特异性地吸附带负电荷的分子/离子,从而产生高背景、高假阴/阳性率的情况。所述第二氨基酸降低了相邻的两个所述第一氨基酸之间的分子空间位阻,提高了所述第一氨基酸与所述吖啶酯的结合效果,也相应避免了因非特异性吸附产生的高背景、高假阴/阳性率的情况。
所述第二氨基酸的种类具有多种。可选地,所述第二氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯甲氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、天冬酰胺、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸的至少一种。请参阅图1,在本实施例中,所述第二氨基酸为甘氨酸。甘氨酸的结构比较简单,侧链上的分子的数量少,因而产生的分子空间位阻比较小,保证了所述第一氨基酸与所述吖啶酯具有比较高的结合效率和结合成功率。
可选地,所述信号放大多肽的数量为多个,多个所述信号放大多肽的结构为一致。这样设置,所述信号放大多肽的分子结构唯一,纯度高,使得所述信号放大多肽的性质均一,纯化相对容易。同时所述信号放大多肽的均一性使得检测者对后续实验更容易把控,实验的重复性高。例如,倘若检测者需要对所述信号放大多肽进行其他官能团的修饰,因为所述信号放大多肽的结构一致、性质均一,则每个所述信号放大多肽修饰后的结构也相应一致,性质也相应均一,这样检测者对纯化过程和反应过程比较容易把控,检测结果也更容易重复,可信度更高。
可选地,所述第一氨基酸的数量为一个,所述第二氨基酸的数量为一个。实验验证发现,当所述第一氨基酸的数量为一个以上,且所述第二氨基酸的数量为一个时,相邻两个所述第一氨基酸结合所述吖啶酯的分子空间位阻仍比较大,影响了结合效率和结合成功率。当所述第一氨基酸的数量为一个,且所述第二氨基酸的数量为一个以上时,在同样的序列长度情况下(相比所述第一氨基酸和所述第二氨基酸的数量均为一个),所述第一氨基酸与所述吖啶酯的结合密度变小,但是所述第二氨基酸降低空间位阻的效果未发现有明显的提升。所以,所述第一氨基酸和所述第二氨基酸的数量均为一个为本发明的最优实施例。当然,检测者也可以根据实际检测需要,调整所述第一氨基酸和所述第二氨基酸的数量。
可选地,所述多肽单元的数量为多个,多个所述多肽单元通过肽键依次相连接。具体而言,所述多肽单元的所述第一氨基酸(或所述第二氨基酸)的氨基与相邻所述多肽单元的所述第二氨基酸(或所述第一氨基酸)的羧基通过脱水缩合反应相连接。
本发明还提出一种信号放大多肽在化学发光免疫测定抗原含量上的用途。
本发明信号放大多肽可以用于多种抗原的检测,例如前列腺特异抗原(TPSA)、超敏肌钙蛋白(cTnI)、磷酸肌酸同工酶(CK-MB)、氨基末端B型利钠肽前体(NT-proBNP)、D-二聚体(D-dimer)、C反应蛋白(CRP)、血清淀粉样蛋白A(SAA)、降钙素原(PCT)、白细胞介素-6(IL-6)、异常凝血酶原(PIVKA-Ⅱ)、甲种胎儿蛋白(AFP)、游离前列腺特异抗原(FPSA)、癌胚抗原(CEA)、糖类抗原19-9(CA19-9)、糖类抗原12-5(CA12-5)、糖类抗原15-3(CA15-3)、甲状旁腺素(PTH)、抗缪勒氏管激素(AMH)、胃泌素17(G-17)、抗甲状腺球蛋白(Anti-TG)和甲状腺过氧化物酶抗体(Anti-TPO)等。
本发明还提出一种化学发光免疫检测方法,包括以下步骤:
(1)信号放大多肽与至少两个吖啶酯结合,形成多肽-吖啶酯复合物;
(2)所述多肽-吖啶酯复合物与抗体结合,形成抗体-多肽-吖啶酯复合物;
(3)所述抗体-多肽-吖啶酯复合物与抗原结合,碱性环境催化吖啶酯分解,检测吖啶酯分解产生的光强,通过光强数据计算抗原的浓度;
其中,所述信号放大多肽包括多肽单元,所述多肽单元包括通过肽键连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。
本发明化学发光免疫检测方法采用上述信号放大多肽,该信号放大多肽的具体结构参照上述所有实施例,由于本化学发光免疫检测方法采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。所述化学发光免疫检测方法的具体步骤请参阅下文实施例一,在此不展开说明。
在本发明实施例中,所述多肽-吖啶酯复合物结合所述抗体的方式具有多种。可选地,所述多肽-吖啶酯复合物中的信号放大多肽用以结合所述抗体。当然,所述吖啶酯也可以用以结合所述抗体,一样能够实现所述多肽-吖啶酯复合物与所述抗体的结合。
请参阅图2,在一实施例中,所述第二氨基酸连接所述抗体。具体地,所述第二氨基酸的羧基通过脱水缩合反应连接所述抗体的氨基。这样设置,所述多肽-吖啶酯复合物不需要引入其他官能团,就能实现与所述抗体的连接,操作步骤简单,容易实现。当然,所述第一氨基酸和/或所述第二氨基酸也可以为含硫氨基酸,或者所述第一氨基酸和/或所述第二氨基酸被巯基(-SH)官能团修饰,当所述抗体也包括含硫氨基酸或者被巯基(-SH)官能团修饰时,所述第一氨基酸和/或所述第二氨基酸可以通过二硫键、硫酯键或者硫醚键的至少一种来连接所述抗体。
实施例一
本发明以前列腺特异抗原(TPSA)检测项目为例,验证本发明检测方法的检测灵敏度。
具体实验步骤如下:
一、多肽-吖啶酯复合物的合成
1、将信号放大多肽冻干粉用去离子水复溶,配制成20mg/ml的信号放大多肽母液溶液,-20℃分装冻存;
2、取60μl的所述信号放大多肽母液,加入1940μl的PBS溶液(25mM、pH7.4),配制成0.6mg/ml的信号放大多肽工作液;
3、将吖啶酯粉末溶于DMSO溶剂,配置5mg/ml的吖啶酯溶液;
4、取10.5μl的所述信号放大多肽工作液,加入28μl的所述吖啶酯溶液,再加入33.9μl的所述PBS溶液,配置成50μl的反应体系;
5、将上步的所述反应体系在恒温摇床中30℃、270rpm避光反应2h,形成多肽-吖啶酯复合物溶液;
6、将上步的所述多肽-吖啶酯复合物溶液用截流量分子为1K的超滤管纯化,得到纯度较高的所述多肽-吖啶酯复合物溶液。
二、前列腺抗体-多肽-吖啶酯复合物的合成
1、取0.25ml超滤管过滤后的所述多肽-吖啶酯复合物,加入0.25ml的EDC溶液(25.56μg/ml,使用MES buffer溶解)和0.25ml的NHS(15.33μg/ml,使用MES buffer溶解),恒温摇床中反应15min;
2、在上步反应液中加入NaOH溶液(0.1mol/L),调节PH至7.4,再加入12.5μl的前列腺抗体(4mg/ml),恒温摇床中反应4h,形成前列腺抗体-多肽-吖啶酯复合物溶液;
3、将上步的所述前列腺抗体-多肽-吖啶酯复合物溶液用截留分子量为50K的超滤管纯化,得到纯度较高的所述前列腺抗体-多肽-吖啶酯复合物溶液。
三、前列腺抗体-吖啶酯复合物的合成
配置对照溶液:前列腺抗体-吖啶酯复合物溶液。所述前列腺抗体-吖啶酯复合物中,所述吖啶酯的羧基直接结合所述前列腺抗体的氨基,所述信号放大多肽不参与该复合物的形成。所述前列腺抗体-吖啶酯复合物溶液的配置参考现有技术以及上文。
四、灵敏度的检测
采用全自动化学发光免疫分析仪,分别检测所述前列腺抗体-多肽-吖啶酯复合物(Test Group)和所述前列腺抗体-吖啶酯复合物(Control Group)对TPSA的检测灵敏度。具体地检测过程请参阅现有技术,例如全自动化学发光免疫分析仪的使用说明书。本实施例分别采用几种不同的样本:0.4ng/ml的TPSA血清样本、4ng/ml的TPSA血清样本、200ng/ml的TPSA血清样本、小牛血清样本、阴性血清样本以及PBS buffer(空白对照)进行检测。
表1两种复合物对TPSA的检测结果
请参阅表1,Test Group4ng/ml检测0.4ng/ml的TPSA血清样本的发光值与ControlGroup的检测发光值的比值(T/C)为5.3;Test Group检测4ng/ml的TPSA血清样本的发光值与Control Group的检测发光值的比值(T/C)为4.8;Test Group检测200ng/ml的TPSA血清样本的发光值与Control Group的检测发光值的比值(T/C)为4.5。这三组数据显示:TestGroup检测不同浓度TPSA血清样本的发光值均比Control Group的检测发光值高;随着TPSA血清样本浓度的升高,Test Group与Control Group检测发光值之间的差距逐渐缩小。这说明:现有技术对低浓度样本的检测灵敏度不高,本发明检测方法显著提高了低浓度样本的检测值,且相比现有技术提升了530%;虽然随着TPSA血清样本浓度的升高,Test Group与Control Group检测发光值之间的差距逐渐缩小,但是Test Group的检测值依然远高于Control Group的检测值,仍然高达4.5倍以上(提升了450%)。综上,本发明检测方法显著提高了检测的灵敏度。
再请参阅表1,Test Group检测小牛血清样本、阴性血清样本以及PBS buffer(空白对照)的发光值与Control Group的比值(T/C)将近为1,两种复合物的检测结果无明显差异。这说明,即使所述信号放大多肽的存在,使得用于检测的所述吖啶酯的数量大幅增加,但所述前列腺抗体结合所述前列腺抗原仍具有特异性,其他抗原样本、阴性样本或者空白样本的检测发光值不会因所述吖啶酯数量的大幅增加而相应被放大,本发明的检测结果具有可信度。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种化学发光免疫检测试剂盒,其特征在于,包括偶联至少两个吖啶酯的信号放大多肽,所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,至少一个所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。
2.一种化学发光免疫检测试剂盒,其特征在于,包括:
吖啶酯;以及
信号放大多肽,所述信号放大多肽包括至少一个多肽单元,至少一个所述多肽单元包括通过肽键相连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基,所述信号放大多肽用以连接所述吖啶酯。
3.如权利要求1和2所述的化学发光免疫检测试剂盒,其特征在于,所述第一氨基酸为赖氨酸。
4.如权利要求3所述的化学发光免疫检测试剂盒,其特征在于,所述第二氨基酸包括甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苯甲氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、天冬酰胺、酪氨酸、天冬氨酸、谷氨酸的至少一种。
5.如权利要求1和2所述的化学发光免疫检测试剂盒,其特征在于,所述信号放大多肽的数量为多个,多个所述信号放大多肽的结构为一致。
6.如权利要求1和2所述的化学发光免疫检测试剂盒,其特征在于,所述第一氨基酸的数量为一个,所述第二氨基酸的数量为一个。
7.一种信号放大多肽在化学发光免疫测定抗原含量上的用途。
8.一种化学发光免疫检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)信号放大多肽与至少两个吖啶酯结合,形成多肽-吖啶酯复合物;
(2)所述多肽-吖啶酯复合物与抗体结合,形成抗体-多肽-吖啶酯复合物;
(3)所述抗体-多肽-吖啶酯复合物与抗原结合,碱性环境催化吖啶酯分解,检测吖啶酯分解产生的光强,通过光强数据计算抗原的浓度;
其中,所述信号放大多肽包括多肽单元,所述多肽单元包括通过肽键连接的第一氨基酸和第二氨基酸,所述第一氨基酸的侧链具有氨基,所述第二氨基酸的侧链不具有氨基。
9.如权利要求8所述的化学发光免疫检测方法,其特征在于,所述多肽-吖啶酯复合物中的信号放大多肽用以结合所述抗体。
10.如权利要求9所述的化学发光免疫检测方法,其特征在于,所述第二氨基酸的羧基通过脱水缩合反应连接所述抗体的氨基。
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