CN113156121A - 一种用于检测人甲状腺球蛋白的胶体金试纸条 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测人甲状腺球蛋白的试纸条,包括底板,以及设置在底板上依次连接的样品垫、胶体金结合垫、硝酸纤维膜和吸水垫,硝酸纤维膜上设置有检测线;胶体金结合垫中含有结合抗体标记的胶体金颗粒;检测线中锚定捕获抗体,结合抗体和捕获抗体均可特异性地识别和结合甲状腺球蛋白,并且互不干扰。本发明的胶体金试纸条,使用方便快速,能在10分钟内完成层析反应,并用于定量检测,帮助医生在短时间内判断外周血中的Tg含量是否超出正常值范围。半定量检测试纸条可供患者自己使用,便于患者日常自我监测。双功能试纸条可剔除Tg含量处于正常范围内的测试样本,大大减少临床检测的工作量。

Description

一种用于检测人甲状腺球蛋白的胶体金试纸条
技术领域
本发明属生物医学检测技术领域,具体涉及一种用于检测人甲状腺球蛋白的胶体金试纸条。
背景技术
甲状腺球蛋白(thyroglobulin,Tg)是由甲状腺滤泡上皮细胞分泌的糖蛋白,分子量约660kD,是甲状腺滤泡内胶质的主要成分,并且提供了甲状腺激素合成的基质和储存库,在甲状腺激素的生物合成中起着非常重要的作用。在健康者体内,只有极少量的Tg进入血液循环,推荐的Tg正常值为3-40ng/ml。一些疾病例如分化型甲状腺癌(DTC)可引起外周血中Tg含量的升高。因此,Tg是DTC的关键血清学指标,可协助DTC的初诊和确诊。在治疗后定期随访Tg的含量,可辅助监测DTC病人的预后和复发风险。
目前,Tg含量测定存在一些技术问题。首先,已知的可用于检测血液中Tg含量的单克隆抗体很少,需要研发更多的亲和力高特异性好的单克隆抗体,进行组合配对,用于检测Tg含量。其次,人外周血中成分复杂,因此外周血Tg含量的测定首先要分离血清,然后测定血清中的Tg含量。这种检测方法操作复杂,时间长,不利于临床操作。第三,外周血中还有可能含有自身Tg抗体,自身Tg抗体的存在对Tg定量检测的影响比较大。
因此,需要研发新的用于检测血液中Tg含量的抗体,以及寻找适当的抗体配对,进行双位点夹心检测。此外,还需要对检测用的试纸条进行进一步改进,以提供能够快速直接地检测外周血中Tg含量的试纸条。
发明内容
为解决以上问题,本发明提供了一种用于检测人甲状腺球蛋白(Tg)的试纸条,包括底板,以及设置在所述底板上依次连接的样品垫、胶体金结合垫、硝酸纤维膜和吸水垫,所述硝酸纤维膜上设置有检测线;
所述胶体金结合垫中含有结合抗体标记的胶体金颗粒;所述检测线中锚定了捕获抗体,所述结合抗体和所述捕获抗体均可特异性地识别和结合甲状腺球蛋白,并且所述结合抗体和所述捕获抗体与甲状腺球蛋白结合的位点互不干扰。
本发明使用双抗夹心策略制备用于检测人甲状腺球蛋白(Tg)的胶体金试纸条,可在短时间内快速检测目标样品中是否含有Tg,帮助医生快速判断是否误切甲状旁腺。
在一个优选实施方案中,所述结合抗体为纳米抗体,包含三个CDR区,序列依次如SEQ ID NO:6-8所示。
优选地,所述结合抗体的可变区序列如SEQ ID NO:5所示。
在一个优选实施方案中,所述捕获抗体为纳米抗体,包含三个CDR区,序列依次如SEQ ID NO:2-4所示。
优选地,所述捕获抗体的可变区序列如SEQ ID NO:1所示。
使用AT8(序列如SEQ ID NO:1所示)捕获抗体,AT2(序列如SEQ ID NO:5所示)作为结合抗体,可高效特异地检测出样品中的Tg。AT2和AT8均是纳米抗体,仅仅包含具有4个框架区和3个CDR的重链可变区(VHH),其稳定性搞,亲和力好,并且易于表达,有利于降低抗体制作成本。
在一个优选实施方案中,所述硝酸纤维膜上还设置有质控线,所述质控线比所述检测线远离所述胶体金结合垫。
在一个优选实施方案中,所述质控线中锚定了鼠抗羊驼IgG。
在一个优选实施方案中,所述样品垫与所述胶体金结合垫交界处设置有滤血膜。该设置使得本发明的试纸条可用于检测全血样品,而非局限于血清或组织洗脱液。
本发明的胶体金试纸条,使用方便快速,能在10分钟内完成层析反应,并用于定量检测,大大缩短了检测时间,从而帮助医生在短时间内判断外周血中的Tg含量是否超出正常值范围。半定量检测试纸条可供患者自己使用,便于患者日常监测自己外周血中的Tg含量,免去了专门上医院进行定量检测的麻烦。双功能试纸条可剔除Tg含量处于正常范围内的测试样本,仅对超阈值检测线显色的样本进行定量检测,从而大大减少临床检测的工作量。
附图说明
图1为AT1-8与Tg的结合值统计图,结合值=含TG的0D450/空白OD450;
图2为AT8作为捕获抗体,AT1-7作为结合抗体进行双抗夹心ELI SA检测的OD450统计图;
图3为AT2作为捕获抗体,AT1、AT3-8作为结合抗体进行双抗夹心ELISA检测的OD450统计图;
图4为本发明的试纸条的结构示意图;
图5为定量检测试纸条的硝酸纤维膜的俯视图;
图6为样品垫、滤血膜、胶体金结合垫的示意图;
图7为半定量检测试纸条的硝酸纤维膜的俯视图;
图8为双功能试纸条的硝酸纤维膜的俯视图。
其中,1、底板、2、样品垫,3、胶体金结合垫,4、硝酸纤维膜,411、检测线,412、质控线,421、正常值检测线,422、超阈值检测线,5、吸水垫;6、滤血膜。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
1、抗体的筛选与制备
使用全长的甲状腺球蛋白(Tg)用于免疫羊驼,制备抗人Tg抗体。用250μg抗原与250μL弗氏完全佐剂混合乳化,将混合物用于免疫羊驼,完成初免。在初免2周后和4周后,对羊驼各进行一次加强免疫,加强免疫时使用1250μg抗原和250μL弗氏不完全佐剂的混合物进行。二免和三免一周后,采血测定抗血清效价。
结果显示,抗原二免和三免引发的抗血清效价分别为2.25×106和9.43×106。可见抗原诱导羊驼产生了针对相应抗原肽的高滴度抗血清。
取三免一周后的外周血,分离外周血单核细胞(PBMC),提取RNA,反转录后使用通用引物扩增,并克隆至噬菌粒上,转化TG1菌株,建立噬菌体库用于筛选单克隆抗体。在经过多轮筛选后,我们得到10个具有高特异性和亲和力的单克隆抗体,AT1-8。如图1所示,这8个单克隆抗体在3×10-3μg/mL的浓度下结合值均达到2以上。进一步研究抗体组合,结果如图2和3所示,AT2与AT8组成抗体对,并且AT8作为捕获抗体,AT2作为结合抗体时,用于双抗夹心方式的免疫检测。
分析AT2和AT8的序列,结果显示,AT2的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示,包括3个CDR区,CDR1-3的氨基酸序列分别如SEQ ID NO:2-4所示。AT8的氨基酸序列如SEQ ID NO:5所示,包括3个CDR区,CDR1-3的氨基酸序列分别如SEQ ID NO:6-8所示。
使用Tg突变体库进行进一步研究发现,AT2和5的识别位点位于Tg氨基酸序列的N端,AT1、3、4、6-7位于Tg的中部,AT8的识别位点位于Tg的C端。由此推测,AT2和AT8由于识别位点相距较远,抗体的结合不发生相互影响,因此有利于配对用于双抗体夹心检测。
2、Tg定量检测试纸条的制备及其使用方法
Tg试纸条的结构如图4和5所示,包括长方形的底板1,以及设置在所述底板1上依次搭接的样品垫2、胶体金结合垫3、硝酸纤维膜4和吸水垫5。在一个优选实施方案中,样品垫2与胶体金结合垫3之间的交界面增大,以提高样品扩散效率。优选地,样品垫2与胶体金结合垫3的交界处做成上部突出的形状,胶体金结合垫3与样品垫2的交界处做成下部突出的形状,并且这两个部分相互契合,以增大接触面,并且,由于交界处,样品垫2在上,胶体金结合垫3在下,在重力的作用下有利于样品从样品垫2扩散到胶体金结合垫3上。
样品垫2为经过磷酸缓冲液处理的玻璃纤维膜,所述磷酸缓冲液为含有1-5%BSA和表面活性剂的磷酸缓冲液。
胶体金结合垫3为涂覆了抗体AT2标记的胶体金颗粒的玻璃纤维膜。胶体金结合垫3中含有胶体金颗粒,胶体金颗粒上结合抗体AT2。滴加在样品垫2中的样品如果存在Tg,Tg扩散至胶体金结合垫3中后,可通过AT2耦合胶体金颗粒。带有胶体金颗粒的Tg继续向硝酸纤维膜4扩散,并在硝酸纤维膜4上聚集显示。
胶体金颗粒标记AT2抗体的方法如下:
1)胶体金的配制:用双蒸水将1%的氯金酸溶液稀释成0.01%,煮沸,加入柠檬酸三钠溶液,继续煮沸,知道液体呈亮红色,停止加热,补足因煮沸而损失的水分,即得到胶体金;
2)在胶体金加入AT2抗体,混匀后静置,离心取沉淀,洗涤两遍后,得到标记了AP8的胶体金颗粒。将标记了AT2的胶体金颗粒喷涂在玻璃纤维膜上,制备成胶体金结合垫3。
在一个优选实施方案中,如图6所示,样品垫2与胶体金结合垫3交界面上设置有滤血膜6。该设置使得本发明的试纸条可用于检测全血样品,而非局限于血清或组织洗脱液。
在一个优选实施方案中,在滤血膜上标记抗红细胞抗体(RBC),可截留红细胞,而血液中的其他物质在静电引力的驱动下,顺利通过滤血膜并向胶体金垫移动。用全血样本做快速诊断检测,其中一项难点就是在保证目标物质能够不受影响的通过样品垫且血细胞可以被完全隔离在外,使最终检测结果不受血细胞的颜色干扰,从而实现外周血直接用于检测,而不需要从外周血提取血清再用于检测。
硝酸纤维膜4上设置有检测线411。检测线411上锚定了包被抗体AT8,带有胶体金颗粒的Tg在硝酸纤维膜4上扩散时,遇到检测线411时,与检测线411中锚定的包被抗体AT8结合,聚集于检测线411上,带有胶体金颗粒的Tg在检测线上聚集越多,则显色越深。
硝酸纤维膜4上还设置有质控线412,质控线412比检测线411远离胶体金结合垫3。质控线412上锚定了鼠抗羊驼IgG。当胶体金颗粒扩散至质控线412处时,聚集于质控线412上。因此,胶体金颗粒在扩散过程中,先遇到检测线411,结合了TG的胶体金颗粒聚集于检测线411上,没有结合Tg的胶体金颗粒继续向前扩散,在遇到质控线412时,聚集于质控线412上。由于胶体金颗粒丰度远大于Tg,因此无论样品中是否存在Tg,质控线412都将显色。
硝酸纤维膜4的制备方法如下:
1)将硝酸纤维膜在封闭液中封闭60min,封闭液为含有1%BSA和0.1%吐温-20的0.01M的磷酸缓冲液(pH7.0);
2)将捕获抗体AT8和鼠抗羊驼IgG分别加入到点膜稀释液中,得到AT8点膜液和鼠抗羊驼IgG抗体点膜液,将AT8点膜液和鼠抗羊驼IgG点膜液分别按2μL/cm的量喷涂在相隔5mm的检测线和质控线上。其中,点膜稀释液为含有0.15M氯化钠、10mM乙二胺四乙酸、1g/L叠氮钠和25g/L甲醇的0.01M的磷酸缓冲液(pH7.4)。AT8点膜液的浓度为3.5μg/mL,鼠抗羊驼IgG点膜液的浓度为1.5μg/L。
定性检测时,将50μL外周血、血清或组织洗脱液样品加入到50μL样品预处理溶液中,搅拌混匀后,滴加在检测试纸条的样品垫的加样区,于20-30℃下进行层析5min。通过观察检测线和质控线即可确定样品中是否含有Tg。即,当检测线和质控线都显色时,样品中含有Tg;当检测线不显色,质控线显色时,样品中不含Tg。
在一个具体实施方案中,样品预处理液为含有0.3-0.5%氯化铵、0.1%碳酸氢钾的0.1M的磷酸缓冲液。使用该样品预处理液,可裂解全血样品中的红细胞,有利于全血样品的检测。
定量检测时,需要准备色值读数系统。将层析反应后的试纸条放置在色值读数系统的扫描装置下进行扫描,扫描后的图像经过色值读数系统进行处理和判定,可得出Tg的浓度。
3、Tg半定量检测试纸条的制备和使用方法
在本实施例中,为了便于患者自己监测Tg含量,我们对试纸条做了适应性改进,制备成半定量试纸条。如图7所示,本实施例的试纸条对其他设置与以上实施例相同,不同之处在于,本实施例中对硝酸纤维膜4上的检测线进行了改进。在本实施例中,包括一条正常值检测线421和一条超阈值检测线422,正常值检测线421位于超阈值检测线422之前,两者间隔3mm,质控线412位于超阈值检测线422之后,相隔5mm。
在本实施例中,硝酸纤维膜4的制备方法与之前类似,不同之处在于,在硝酸纤维膜喷涂了3条线,而不是2条。其中,质控线和超阈值检测线422的制备方法与前述实施例中的质控线和检测线411的制备方法相同。制备正常值检测线421所用的点膜液中AT8的浓度为0.043μg/mL。在本实施例中,通过对抗体浓度的控制,我们将正常值检测线421可结合约1.5-2ng的Tg。
在使用过程中,使用者取50μL外周血用磷酸缓冲液稀释,并进行上样,血液成分在向前移动过程中,首先遇到正常值检测线421,由于正常值检测线421结合掉了约1.5-2ng的Tg,如果没有剩余Tg,则仅仅正常值检测线421和质控线412显色,说明使用者血液Tg含量在正常值范围内。如果超阈值检测线422显色,则说明患者血液中的Tg含量很可能超过正常范围值,需要到医院进行进一步检测。
4、双功能试纸条及其制备方法
在本实施例中,为了便于临床筛查,对试纸条进行了适应性改进。如图8所示,试纸条由半定量部和定量部组成,定量部结构与前述实施例中的定量检测试纸条相同,半定量部结构与前述实施例中的半定量检测试纸条相同,定量部与半定量部之间由水不可透过的材料连接并隔绝,防止定量部与半定量部之间发生液体交流。
使用时,将两份50μL外周血分别用磷酸缓冲液稀释,然后分别滴加在定量部和半定量部。观察半定量部的显色反应,如果半定量部的超阈值检测线422无色,说明受试者血液中的Tg含量未超出正常范围,无需做进一步检测。如果超阈值检测线422显色,意味着受试者血液中的Tg含量很有可能超出了正常范围,将定量部放置在色值读数系统的扫描装置下进行扫描,扫描后的图像经过色值读数系统进行处理和判定,可得出Tg的浓度。
使用本实施例的试纸条可剔除超阈值检测线422无色的测试样本,仅对超阈值检测线显色的样本进行定量检测,从而大大减少临床检测的工作量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 苏州东尼生物技术有限公司
<120> 一种用于检测人甲状腺球蛋白的胶体金试纸条
<160> 8
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115 120 125
Val Ser Ser Glu Pro Lys Thr Pro Lys Pro Gln Pro
130 135 140
<210> 6
<211> 9
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
Ser Ser Arg Leu Asp Thr Trp Tyr Thr
1 5
<210> 7
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
Thr Arg Ile Ile Asp Val Thr Ser Gly Pro
1 5 10
<210> 8
<211> 21
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
Ser Arg Phe Val Pro Cys Ser Glu Tyr Tyr Arg Leu Leu Gly Ser Leu
1 5 10 15
Gly Gln Glu Leu Tyr
20

Claims (8)

1.一种用于检测人甲状腺球蛋白的试纸条,其特征在于,包括底板(1),以及设置在所述底板(1)上依次连接的样品垫(2)、胶体金结合垫(3)、硝酸纤维膜(4)和吸水垫(5),所述硝酸纤维膜(4)上设置有检测线(41);
所述胶体金结合垫(3)中含有结合抗体标记的胶体金颗粒;所述检测线(41)中锚定了捕获抗体,所述结合抗体和所述捕获抗体均可特异性地识别和结合甲状腺球蛋白,并且所述结合抗体和所述捕获抗体与甲状腺球蛋白结合的位点互不干扰。
2.根据权利要求1所述的试纸条,其特征在于,所述结合抗体为纳米抗体,包含三个CDR区,序列依次如SEQ ID NO:6-8所示。
3.根据权利要求2所述的试纸条,其特征在于,所述结合抗体的序列如SEQ ID NO:5所示。
4.根据权利要求2所述的试纸条,其特征在于,所述捕获抗体为纳米抗体,包含三个CDR区,序列依次如SEQ ID NO:2-4所示。
5.根据权利要求4所述的试纸条,其特征在于,所述捕获抗体的序列如SEQ ID NO:1所示。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的试纸条,其特征在于,所述硝酸纤维膜(4)上还设置有质控线(42),所述质控线(42)比所述检测线(41)远离所述胶体金结合垫(3)。
7.根据权利要求6所述的试纸条,其特征在于,所述质控线(42)中锚定了鼠抗羊驼IgG。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的试纸条,其特征在于,所述样品垫(2)与所述胶体金结合垫(3)交界处设置有滤血膜(6)。
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