CN113125740B - 化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及免疫技术检测领域,特别涉及化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法。包括:磁珠经活化后和未经活化的发光强度的检测,以及活化效率的鉴定;其中,磁珠经活化后发光强度的检测:磁珠与EDC、NHS反应,经清洗处理,得到活化后的磁珠;活化后的磁珠与生物素反应,反应产物与洗脱液震荡,得到磁微粒‑生物素;将磁微粒‑生物素与链霉亲和素‑发光标记物反应,得到磁微粒‑发光标记物复合物;将磁微粒‑发光标记物复合物与化学发光底物反应,检测发光强度。采用本发明鉴定方法可以快速、准确、便捷地鉴定磁微粒活化效率。

Description

化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法
技术领域
本发明涉及免疫技术检测领域,特别涉及化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法。
背景技术
化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay,CLIA),是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合,用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。是继放免分析、酶免分析、荧光免疫分析和时间分辨荧光免疫分析之后发展起来的一项最新免疫测定技术。它是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的免疫分析方法。常用于标记的化学发光物质有吖啶酯类化合物,是有效的发光标记物,其通过起动发光试剂作用而发光,强烈的直接发光在一秒钟内完成,为快速的闪烁发光。吖啶酯作为标记物用于免疫分析,其化学反应简单、快速、无须催化剂;检测小分子抗原采用竞争法,大分子抗原则采用夹心法,非特异性结合少,本底低;与大分子的结合不会减小所产生的光量,从而增加灵敏度。
磁微粒化学发光免疫分析是将磁性分离技术、化学发光技术、免疫分析技术三者结合起来的一种新兴分析方法,该技术充分利用了磁性分离技术的快速易自动化性,化学发光技术的高灵敏度性,以及免疫分析的特异性,在生物分析领域展现了不可替代的作用。
磁珠种类包括羟基磁珠、羧基磁珠、氨基磁珠、环氧基磁珠、NHS磁珠、SA磁珠。羧基磁微粒EDC/NHS活化后产生琥珀酰亚胺酯中间体,其可与氨基标记物进行反应。现有技术中,可以通过直接或间接检测氨基标记物的含量来反映磁微粒的活化中间体含量,从而对活化效率进行评判。但当使用异鲁米诺或氨基化吖啶酯等疏水性小分子氨基标记物进行直接测定时,Merck磁微粒表面由于疏水及孔隙结构会造成小分子氨基标记物的大量吸附,且难以洗脱,从而造成本底较高,影响检测灵敏度。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法。该方法通过使用亲水性的氨基生物素修饰性PEG(Biotin-PEG-NH2)与活化后磁珠反应,通过生物素链霉亲合素系统利用化学发光技术来间接鉴定活化位点的含量。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法,包括以下步骤:
一、磁珠未经活化的发光强度的检测
(1)将磁珠原液进行第一清洗处理4~6次,得到清洗后的磁珠;
(2)清洗后的磁珠与生物素在室温条件下反应1~4h,反应产物与洗脱液在100~200prm、室温条件下震荡12~16h,封闭,得到磁微粒-生物素;
(3)将磁微粒-生物素与链霉亲和素-发光标记物反应10~30min,得到磁微粒-发光标记物复合物;
(4)将磁微粒-发光标记物复合物与化学发光底物反应5~15min,检测发光强度L1
二、磁珠经活化后发光强度的检测
(1)将磁珠原液与EDC、NHS在500~700prm、室温条件下反应1~2h,经第二清洗处理1~3次,得到活化后的磁珠;
(2)活化后的磁珠与生物素在室温条件下反应1~4h,反应产物与洗脱液在100~200prm、室温条件下震荡12~16h,封闭,得到磁微粒-生物素;
(3)将磁微粒-生物素与链霉亲和素-发光标记物反应10~30min,得到磁微粒-发光标记物复合物;
(4)将磁微粒-发光标记物复合物与化学发光底物反应5~15min,检测发光强度L2
三、活化效率的鉴定
将发光强度L1、发光强度L2与生物素梯度样本浓度拟合定标曲线,然后采用四参数lin/log进行拟合,将发光强度带入拟合曲线,求出同一羧基磁珠上偶联的生物素含量,从而判断不同实验条件间活化效率的高低。
作为优选,链霉亲和素-发光标记物为SA-HRP或SA-吖啶酯。
作为优选,生物素为Biotin-PEG-NH2
作为优选,第一清洗处理所用洗涤缓冲液为PBS缓冲液或Tis-HCl缓冲液;
PBS缓冲液的pH值为5.0~8.0,浓度为0.05M~0.1M;
Tis-HCl缓冲液的pH值为7.0~9.0,浓度为0.05M~2M。
作为优选,第二清洗处理所用洗涤缓冲液为PBS缓冲液、醋酸/醋酸钠缓冲液、2-(N-马林)乙磺酸-水合物缓冲液中的一种;
PBS缓冲液的pH值为5.0~8.0,浓度为0.05M~0.1M;
醋酸/醋酸钠缓冲液的pH值为4.0~9.0,浓度为0.05M~0.1M;
2-(N-马林)乙磺酸-水合物缓冲液的pH值为4.0~9.0,浓度为0.05M~0.1M。
作为优选,洗脱液选自吐温-20缓冲液、Tritonx-100缓冲液、SDS缓冲液、甘氨酸缓冲液、赖氨酸缓冲液、精氨酸缓冲液、盐酸胍缓冲液、尿素缓冲液中的一种;
作为优选,吐温-20缓冲液的质量体积百分浓度为0.005%~5%;
作为优选,Tritonx-100缓冲液的质量体积百分浓度为0.005%~5%;
作为优选,SDS缓冲液的质量体积百分浓度为0.005%~5%;
作为优选,甘氨酸缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
作为优选,赖氨酸缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
作为优选,精氨酸缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
作为优选,盐酸胍缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
作为优选,尿素缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%。
本发明提供了一种化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法。包括:磁珠经活化后和未经活化的发光强度的检测,以及活化效率的鉴定;其中,磁珠经活化后发光强度的检测:磁珠与EDC、NHS反应,经清洗处理,得到活化后的磁珠;活化后的磁珠与生物素反应,反应产物与洗脱液震荡,得到磁微粒-生物素;将磁微粒-生物素与链霉亲和素-发光标记物反应,得到磁微粒-发光标记物复合物;将磁微粒-发光标记物复合物与化学发光底物反应,检测发光强度。本发明具有如下技术优势:
本发明中,为提高检测的灵敏度,使用亲水的氨基生物素修饰性PEG(Biotin-PEG-NH2)与活化中间体反应,之后通过生物素链霉亲和素系统使用SA-HRP或SA-吖啶酯为标记物利用化学发光技术来间接检测标记物的含量。生物素-聚乙二醇-氨基(Biotin-PEG-NH2)也可以和活性酯(-NHS)在PH7-8.5形成酰胺键,同时聚乙二醇可以增加溶解度和稳定性。减少多肽和蛋白质的免疫原性,它也能抑制带电分子在修饰表面的非特异性结合。链霉亲和素可以高度特异性地与四分子生物素结合,链霉亲和素-生物素复合物的解离常数处于10mol/L数量级,两者之间的亲和力极为强烈。
本发明使用高浓度洗脱液来洗脱未与磁珠共价连接的Biotin-PEG-NH2。同时,用低浓度洗脱液封保定容,来减少检测过程中SA-HRP或SA-吖啶酯对磁微粒的非特异性吸附,以此来提高检测的灵敏度。
在检测过程中,发明人对比发现使用SA-吖啶酯较SA-HRP的检测灵敏度更高,可能是由于SA-吖啶酯的分子量较大,具有一定的空间位阻,对磁微粒的吸附能力较强。
因此,采用本发明鉴定方法能梯度检测生物素样本,且成功进行曲线拟合,可以快速、准确、便捷地鉴定磁微粒活化效率。
附图说明
图1是Biotin-PEG-NH2结构示意图;
图2是生物素梯度样本浓度与发光强度拟合定标曲线。
具体实施方式
本发明公开了化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法,本领域技术人员可以借鉴本文内容,适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是,所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述,相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。
中英文对照:
EDC:1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐
NHS:N-羟基琥珀酰亚胺
SA:链霉亲和素
HRP:辣根过氧化物酶
Biotin:生物素
PEG:聚乙二醇
PBS:磷酸盐
Tis-HCl:三羟甲基氨基甲烷盐酸盐
Tritonx-100:聚乙二醇辛基苯基醚
SDS:十二烷基硫酸钠
本发明化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法中所用试剂或仪器均可由市场购得。Biotin-PEG-NH2所用的PEG选自Thermo Fisher公司同系列产品中的一种。SA-HRP标记的酶采用Autobio全自动免疫化学发光检测平台,SA-吖啶酯标记的酶采用Abbott全自动免疫化学发光检测平台。
下面结合实施例,进一步阐述本发明:
实施例1标记方法的有效性
(1)将SA-HRP稀释后作为标记物,以纯化水为检测样本上机进行检测。
(2)选取竞争法加样模式,以生物素梯度样本为检测对象进行检测。
实施例2两种磁微粒标记方法
方法1、不活化直接吸附的磁微粒混悬液制备
(1)取30μL磁珠原液加入300μL 0.05M PBS缓冲液,于振荡器上进行混匀,500prm/min 5min后,磁铁分离,磁铁分离,弃除上清,重复3次;
(2)磁铁分离,弃上清,加300μL 0.05M醋酸钠缓冲液,500rpm/min 5min清洗2次;
(3)加入0.05M醋酸钠缓冲液,预处理生物素10-15μL,总体积100μL,室温反应1h;
(4)磁珠磁铁分离,弃上清,加入300μL 1%吐温-20洗脱液,150prm室温震荡过夜12~16h;
(5)磁珠磁铁分离,弃上清,加入300μL 1%吐温-20洗脱液,500rpm/min 5min清洗3次,封保定容至2-5mL;
(6)磁珠磁铁分离,弃上清,加入3mL 1%吐温-20液定容。
(7)向包被好的磁微粒加入SA-HRP或SA-吖啶酯为标记物,反应10-30min;
(8)加入化学发光底物液,在化学发光底物液加入后,反应5-15min立即测定各孔的发光强度。
方法2、不洗涤直接活化磁珠的磁微粒混悬液
(1)取30μL磁珠原液加入50μL 20mg/mL EDC(0.05M醋酸钠缓冲液溶解)和50μL20mg/mLNHS(0.05M醋酸钠缓冲液溶解),500rpm/min条件下室温反应1h;
(2)磁铁分离,弃上清,加300μL 0.05M醋酸钠缓冲液,500rpm/min 5min清洗2次;
(3)加入0.05M醋酸钠缓冲液,预处理生物素10-15μL,总体积100μL,室温反应1h;
(4)磁珠磁铁分离,弃上清,加入300μL 1%吐温-20洗脱液,150prm室温震荡过夜12~16h;
(5)磁珠磁铁分离,弃上清,加入300μL 1%吐温-20洗脱液,500rpm/min5min清洗3次,封保定容至2-5mL;
(6)磁珠磁铁分离,弃上清,加入3mL 1%吐温-20液定容。
(7)向包被好的磁微粒加入SA-HRP或SA-吖啶酯为标记物,反应10-30min;
(8)加入化学发光底物液,在化学发光底物液加入后,反应5-15min立即测定各孔的发光强度。
实施例3两种磁微粒标记方法效果比较
采用实施例2中方法1和方法2进行生物素(1mg/mL,20μL)标记,采用实施例1中方法检测标记方法有效性,生物素溶液的浓度为0~10000ng/mL,结果如下:
表1鉴定方法有效性鉴定表
Biotin溶液(ng/mL) 不活化直接吸附 不洗涤直接活化
0 1,255,511 91,322,570
0.1 952,704 75,692,700
1 205,748 26,174,662
10 154,077 9,395,260
100 133,963 4,586,514
1000 130,469 569,115
10000 205,238 263,588
从表1可以看出Biotin-PEG-NH2偶联后磁微粒竞争法检测生物素梯度溶液发光值呈明显梯度(SA-HRP为标记物),且与吸附组本底明显拉开,证明该方法的有效性。
方法1、2的发光强度数据如下:
表2两种磁珠活化方式效率鉴定表
Figure BDA0003069189380000071
从表2可以看出,活化剂EDC NHS活化磁珠,经Biotin-PEG-NH2偶联后(方法2)与吸附组本底(方法1)明显拉开,证明该方法的有效性;SA-吖啶酯与SA-HRP两种标记方法发光强度相比,SA-吖啶酯梯度(发光强度L2/L1)明显高于SA-HRP,所以SA-吖啶酯灵敏度较高,推荐使用SA-吖啶酯标记方法。
实施例4活化效率的鉴定
生物素梯度样本浓度与发光强度拟合定标曲线(图2,实施例2方法2不洗涤直接活化),然后采用四参数lin/log进行拟合,将检测发光强度带入拟合曲线,求出同一羧基磁珠上偶联的生物素含量,从而判断不同实验条件间活化效率的高低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种化学发光免疫分析技术中磁微粒活化效率的鉴定方法,其特征在于,包括以下步骤:
一、磁珠未经活化的发光强度的检测
(1)将磁珠原液进行第一清洗处理4~6次,得到清洗后的磁珠;
(2)清洗后的磁珠与生物素Biotin-PEG-NH2在室温条件下反应1~4h,反应产物与洗脱液在100~200prm、室温条件下震荡12~16h,封闭,得到磁微粒-生物素;
(3)将磁微粒-生物素与链霉亲和素-发光标记物反应10~30min,得到磁微粒-发光标记物复合物;
(4)将磁微粒-发光标记物复合物与化学发光底物反应5~15min,检测发光强度L1
二、磁珠经活化后发光强度的检测
(1)将磁珠原液与EDC、NHS在500~700prm、室温条件下反应1~2h,经第二清洗处理1~3次,得到活化后的磁珠;
(2)活化后的磁珠与生物素Biotin-PEG-NH2在室温条件下反应1~4h,反应产物与洗脱液在100~200prm、室温条件下震荡12~16h,封闭,得到磁微粒-生物素;
(3)将磁微粒-生物素与链霉亲和素-发光标记物反应10~30min,得到磁微粒-发光标记物复合物;
(4)将磁微粒-发光标记物复合物与化学发光底物反应5~15min,检测发光强度L2
三、活化效率的鉴定
将发光强度L1、发光强度L2与生物素Biotin-PEG-NH2梯度样本浓度拟合定标曲线,然后采用四参数lin/log进行拟合,将发光强度带入拟合曲线,求出同一羧基磁珠上偶联的生物素Biotin-PEG-NH2含量,从而判断不同实验条件间活化效率的高低。
2.根据权利要求1所述的鉴定方法,其特征在于,所述链霉亲和素-发光标记物为SA-HRP或SA-吖啶酯。
3.根据权利要求1所述的鉴定方法,其特征在于,所述第一清洗处理所用洗涤缓冲液为PBS缓冲液或Tis-HCl缓冲液;
所述PBS缓冲液的pH值为5.0~8.0,浓度为0.05M~0.1M;
所述Tis-HCl缓冲液的pH值为7.0~9.0,浓度为0.05M~2M。
4.根据权利要求1所述的鉴定方法,其特征在于,所述第二清洗处理所用洗涤缓冲液为PBS缓冲液、醋酸/醋酸钠缓冲液、2-(N-马林)乙磺酸-水合物缓冲液中的一种;
所述PBS缓冲液的pH值为5.0~8.0,浓度为0.05M~0.1M;
所述醋酸/醋酸钠缓冲液的pH值为4.0~9.0,浓度为0.05M~0.1M;
所述2-(N-马林)乙磺酸-水合物缓冲液的pH值为4.0~9.0,浓度为0.05M~0.1M。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的鉴定方法,其特征在于,所述洗脱液选自吐温-20缓冲液、Tritonx-100缓冲液、SDS缓冲液、甘氨酸缓冲液、赖氨酸缓冲液、精氨酸缓冲液、盐酸胍缓冲液、尿素缓冲液中的一种;
吐温-20缓冲液的质量体积百分浓度为0.005%~5%;
Tritonx-100缓冲液的质量体积百分浓度为0.005%~5%;
SDS缓冲液的质量体积百分浓度为0.005%~5%;
甘氨酸缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
赖氨酸缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
精氨酸缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
盐酸胍缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%;
尿素缓冲液的质量体积百分浓度为5%~20%。
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