CN113896758B - 龙葵素半抗原、人工抗原和抗体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了龙葵素半抗原、人工抗原和抗体及其制备方法和应用,本发明提供的龙葵素半抗原最大程度保留了龙葵素的特征结构,又引入三碳链羧基基团,使得龙葵素半抗原的免疫原性明显增强;用龙葵素半抗原与载体蛋白偶联后得到的龙葵素人工抗原去免疫动物,更有利于刺激动物免疫应答产生特异性更强、灵敏度更高的抗体,经间接竞争酶联免疫法检测,龙葵素抗体对α‑茄碱的灵敏度为1μg/L,与α‑卡茄碱的交叉反应率为87%,为后续建立龙葵素的各种免疫分析方法提供了基础。

Description

龙葵素半抗原、人工抗原和抗体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于食品安全检测领域。更具体地,本发明涉及龙葵素半抗原、人工抗原和抗体及其制备方法和应用。
背景技术
龙葵素是一种有毒糖苷类生物碱,又名茄碱,是植物生长过程中的次生代谢物,由茄啶与葡萄糖、木糖、鼠李糖以及半乳糖形成糖基配位体,其结构可根据连接的基团分为茄碱和卡茄碱,其中占比最大的是α-茄碱和α-卡茄碱,可达95%。龙葵素广泛存在于茄科植物(番茄、茄子和马铃薯等)中,具有一定的毒性,其毒性机制主要包括抑制体内的胆碱酯酶的活性以及与生物膜上的甾醇类物质结合引起毒性反应。中毒者会出现消化系统失衡、胃肠肌肉痉挛等症状,严重者体温升高、反复呕吐甚至昏迷抽搐、呼吸中枢麻痹而死亡。近年来,越来越多的人们喜爱食用马铃薯,食用方法也丰富多样,因而也增加了龙葵素中毒的风险,每年都有不少人因龙葵素中毒而入院治疗,因此龙葵素检测技术的发展显得尤为紧迫。
目前,龙葵素主要检测方法包括比色法、薄层色谱法、高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法等。比色法和薄层色谱法准确度低,难以应用于高灵敏度定量分析;高效液相色谱法能够检测高浓度含量的龙葵素样品,但是对于低浓度样品则无法进行准确的检测,且主要使用C18柱进行分离,α-茄碱和α-卡茄碱的分离效果不够理想;液相色谱-质谱联用法可对样品中微量的龙葵素进行检测,样品的回收率高,灵敏度高、重复性好,可用于样品中低含量α-茄碱的含量测定,是目前最常用的检测方法。但这些方法都存在样品前处理繁琐、检测时间长、仪器贵重等缺点,在我国无法得到广泛应用,并且不符合现场检测“在短时间内低成本对大量样品进行准确检测和筛选”的要求。而免疫学检测分析技术以其高灵敏、特异性高、快速、操作简便等优点在药物残留检测领域已被广泛应用,比起仪器等检验方法有很多优势。所以免疫分析为龙葵素残留研究提供了一条新的分析检测方法。
在建立免疫学检测方法并应用该检测方法检测龙葵素残留量时,关键技术在于能够获取到特异性强、灵敏度高的抗体,而要实现这一目标,前提条件就是得合成、制备出合适的龙葵素半抗原。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处,本发明提供一种能最大程度保留龙葵素的特征结构,又具有一定长度连接臂的半抗原以及这种半抗原的制备方法;以此半抗原制备的人工抗原、检测灵敏度高和特异性强的抗体;以及此半抗原的应用。
为了实现本发明的目的,第一方面,本发明提供一种龙葵素半抗原,其具有如下结构式:
本发明提供的龙葵素半抗原在龙葵素原有结构上引入三碳链羧基基团,可以与载体蛋白进行偶联得到人工抗原用于免疫;该龙葵素半抗原保留了龙葵素的所有特征基团,最小改变龙葵素原有结构特征,同时引入具有一定长度的间隔臂,与载体蛋白偶联后增强其免疫原性,为后续刺激动物免疫应答产生特异性更强、灵敏度更高的抗体奠定基础。
第二方面,本发明提供上述龙葵素半抗原的制备方法,其是通过引发剂过氧化双月桂酰,由α-茄碱与巯基丙酸进行加成反应得到的。
进一步地,该制备方法为:取α-茄碱加环己烷溶解,加巯基丙酸充分搅拌后,加入过氧化双月桂酰,室温搅拌反应,然后进行分离纯化得到龙葵素半抗原;其中,所述α-茄碱、巯基丙酸、过氧化双月桂酰的摩尔比为4∶12∶1。
进一步地,该制备方法的具体步骤如下:取α-茄碱0.868g加200mL干燥的环己烷溶解,加巯基丙酸0.318g充分搅拌后,加入过氧化双月桂酰0.1g,室温搅拌反应4h,停止反应,加0~4℃冷水50mL,搅拌,静置,分去水相,有机相蒸干,得到黄色油状物,无水乙醇60mL加热溶解,重结晶,得到龙葵素半抗原。
半抗原的制备方法主要包括:(1)利用待测物现有结构或中间体,通过氧化、还原、取代、水解等反应产生相应的功能基团;(2)利用其代谢产物或结构类似物作先导物,对其进行改造,得到需要的半抗原;(3)利用原料、试剂重新合成,在适当的位置引入带有功能基团的小分子。本发明由α-茄碱与巯基丙酸进行加成反应合成了带有三碳链羧基基团的龙葵素半抗原,与后两种方法相比,使用的原料易得,反应操作较为简单,反应条件易于控制,制备的龙葵素半抗原的纯度和收率较高。
第三方面,本发明提供一种龙葵素人工抗原,其是载体蛋白和上述龙葵素半抗原偶联得到的偶联物。所述龙葵素人工抗原可以作为免疫原,也可以作为包被原。
进一步地,所述载体蛋白为牛血清白蛋白、卵清白蛋白、人血清白蛋白或血蓝蛋白;优选牛血清白蛋白、卵清白蛋白。
更具体的如:龙葵素半抗原-牛血清白蛋白(BSA)形成的免疫原;龙葵素半抗原-卵清白蛋白(OVA)形成的包被原。
龙葵素半抗原分子仅具有免疫反应性,而不具有免疫原性。因此,为了赋予龙葵素半抗原分子以免疫原性,还需要将该龙葵素半抗原分子与合适的载体蛋白分子偶联、结合在一起,由此产生既具有免疫反应性又具有免疫原性的龙葵素人工抗原。
第四方面,本发明提供一种龙葵素抗体,它是由上述龙葵素人工抗原经动物免疫得到,其能与龙葵素发生特异性免疫反应。
进一步地,所述龙葵素抗体为单克隆抗体或多克隆抗体。另外,对于所述龙葵素抗体,可以采用本领域常规方法来进行制备。
在一个具体的实施方案中,所述龙葵素抗体为特异性针对上述龙葵素半抗原的龙葵素人工抗原的鼠源单克隆抗体。
采用本发明的龙葵素人工抗原得到的龙葵素抗体的效价、特异性、亲和力都较好。
第五方面,本发明提供上述龙葵素抗体在检测龙葵素残留中的应用。
本发明通过龙葵素人工抗原诱导免疫动物产生抗体,从而用于龙葵素免疫检测分析中。
所述的龙葵素免疫检测包括但不限于龙葵素ELISA试剂盒、龙葵素胶体金试纸条、龙葵素时间分辨荧光试纸条。
借由上述技术方案,本发明至少具有如下优点及有益效果:
本发明提供的龙葵素半抗原最大程度保留了龙葵素的特征结构,又引入三碳链羧基基团,使得龙葵素半抗原的免疫原性明显增强;用龙葵素半抗原与载体蛋白偶联后得到的龙葵素人工抗原去免疫动物,更有利于刺激动物免疫应答产生特异性更强、灵敏度更高的抗体,为后续建立龙葵素的各种免疫分析方法提供基础。
本发明中龙葵素半抗原的制备方法,使用的原料易得,反应操作较为简单,反应条件易于控制,制备的龙葵素半抗原的纯度和收率较高。
采用本发明的龙葵素人工抗原得到的龙葵素抗体的效价、特异性、亲和力都较好,经间接竞争酶联免疫法检测,其对α-茄碱的灵敏度为1μg/L,与α-卡茄碱的交叉反应率为87%。
附图说明
图1是本发明龙葵素半抗原的合成路线
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明,但实施例仅是本发明的优选实施方式,并不是对本发明的限定。
实施例1
一种龙葵素半抗原的制备方法,步骤如下:
取α-茄碱0.868g加200mL干燥的环己烷溶解,加巯基丙酸0.318g充分搅拌后,加入过氧化双月桂酰0.1g,室温搅拌反应4h,停止反应,加0~4℃冷水50mL,搅拌,静置,分去水相,有机相蒸干,得到黄色油状物,无水乙醇60mL加热溶解,重结晶,得到龙葵素半抗原。
实施例2
一种龙葵素人工抗原的制备方法,步骤如下:
取实施例1制备的龙葵素半抗原36mg,加N,N-二甲基甲酰胺(DMF)2mL溶解,加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚盐酸盐(EDC)16mg、N-羟基丁二酰亚胺(NHS)9.6mg,反应3h,得到半抗原溶液A液;取BSA 50mg,加0.05mol/L PB缓冲液溶解,得到B液;将A液滴加到B液中,4℃反应12h,用0.02mol/L PBS透析纯化3天,每天换液三次,得到与牛血清白蛋白偶联的龙葵素人工抗原,-20℃保存,备用。
实施例3
一种龙葵素人工抗原的制备方法,步骤如下:
取实施例1制备的龙葵素半抗原21.6mg,加DMF 2mL溶解,加入NHS 6.1mg、EDC9.2mg,室温反应3h,得到半抗原溶液A液;取OVA 50mg,加0.05mol/L PB缓冲液溶解,得到B液;将A液滴加到B液中,4℃反应12h,用0.02mol/L PBS透析纯化3天,每天换液三次,得到与卵清白蛋白偶联的龙葵素人工抗原,-20℃保存,备用。
实施例4
一种龙葵素抗体,其制备方法为:
1.动物免疫
取健康的6~8周雌性Balb/c小鼠10只(分为A与B两组,每组5只),初次免疫用弗氏完全佐剂乳化后颈背部皮下多点注射,每只小鼠免疫剂量为200μg与牛血清白蛋白偶联的龙葵素人工抗原;之后加强免疫每两周颈背部皮下多点注射一次,乳化用弗氏不完全佐剂;最后一次免疫使用生理盐水代替弗氏不完全佐剂,采用腹腔注射,注射剂量和前面几次相同。具体免疫步骤见表1。
表1小鼠免疫程序
第三次、四次、加强免疫后7d,对小鼠断尾取血,ELISA方法测定小鼠血清效价,具体步骤如下:
(1)用0.05mol/L pH9.6的碳酸盐缓冲液将与卵清白蛋白偶联的龙葵素人工抗原做1∶1000稀释,每孔100μL包被酶标板,37℃孵育2h,甩掉包被液,以PBST洗涤1次,拍干;
(2)每孔加入150μL封闭液,37℃反应2h后倾去封闭液,拍干;
(3)每孔加入50μL以PBS倍比稀释的抗血清,25℃反应30min后倾去反应液,以PBST洗涤3~5次,每次间隔30s,拍干;
(4)加PBS稀释的辣根过氧化物酶标记的羊抗鼠抗抗体(1∶1000)100μL/孔,25℃反应30min,以PBST洗涤3~5次,每次间隔30s,拍干;
(5)每孔加入底物显色液A液和B液各50μL,25℃避光反应15min,每孔加入50μL2mol/L的H2SO4溶液终止反应;
(6)酶标仪测定波长在450nm的OD值,以样品孔OD450接近于1的稀释倍数作为阳性血清的效价。
2.细胞融合
(1)饲养细胞制备:断颈处死8~10周龄Balb/c小鼠,浸泡在75%酒精中5min,随即放入超净工作台内,腹部朝上放于平皿内或固定于解剖板上。用眼科镊子夹起小鼠腹部皮肤,用剪刀剪一小口,注意切勿剪破腹膜,以免腹腔液外流和污染。然后用剪刀向上下两侧做钝性分离,充分暴露腹膜。用酒精棉球擦拭腹膜消毒。用注射器吸取5mLRPMI-1640基础培养液,注入小鼠腹腔,轻轻抽回注射器,晃动小鼠腿部和尾部几次。用原注射器抽回腹腔内液体,注入离心管。如此反复操作3~4次。1000r/min离心10min,弃上清。用20~50mL完全培养液重悬细胞,100μL/孔滴加到培养板,置培养箱备用。
(2)脾细胞制备:加强免疫后3d,取免疫Balb/c小鼠,眼眶采血后脱臼处死,在75%酒精中消毒后取脾脏,去除结缔组织,制备脾细胞悬液,转移到50mL离心管中,加RPMI-1640至30mL,1500~2000r/min离心5min,弃上清,加RPMI-1640至30mL,计数待用。
(3)骨髓瘤细胞制备:取3瓶生长状态良好的(活细胞数>95%)骨髓瘤细胞,将之完全吹下,转移到50mL离心管中,加RPMI-1640至30mL,1500~2000r/min离心5min,弃上清,加RPMI-1640至30mL,计数待用。
(4)细胞混合:脾细胞∶骨髓瘤细胞=8∶1,混合,1500~2000r/min离心5min。
(5)细胞融合:将混合好的细胞离心,倒干上清,把沉淀细胞块弹成糊状,置37℃水浴,在1min内加入1mL融合剂,融合剂为聚乙二醇(PEG)4000,作用2min,并轻轻搅拌细胞,在随后4min内加入20mL无血清的PEG营养液,1000r/min离心10min,弃上清。用20~50mL完全培养液重悬细胞,铺种于含饲养细胞的96孔细胞培养板,每孔100μL,置培养箱中。
3.细胞株筛选
待细胞长至孔底的1/3~1/2时,即可进行抗体检测。采用ELISA方法对有杂交瘤细胞生长的培养孔进行筛选,筛选分两步:第一步先用间接ELISA筛选出阳性细胞孔,第二步选用龙葵素为标准品,用间接竞争ELISA对阳性细胞进行抑制效果测定。选出对龙葵素标准品具有较好抑制的孔,采用有限稀释法进行亚克隆,用同样的方法进行检测。重复三次,即可得到能稳定分泌龙葵素单克隆抗体的细胞株。
4.腹水制备
将液体石蜡注射6~8周Balb/c小鼠,500μL/只。10天后将处于对数生长期的杂交瘤细胞用RPMI-1640基础培养基收集,用血球计数板和显微镜计数,细胞浓度在1.0×106~1.5×106个/mL范围内。每只小鼠0.5mL杂交瘤细胞注射到腹腔。注意观察在一周后小鼠腹部膨大,用无菌注射器于小鼠腹腔采集腹水,每隔一到两天采集一次,这样多次反复采集直到小鼠自然死亡。4℃下5000r/min离心5min,收集上清,并去掉腹水上层漂浮的脂肪和蛋白质膜。
5.抗体纯化
单克隆抗体采用辛酸-硫酸铵方法纯化。
6.抗体效价测定
采用间接ELISA方法测定抗体效价,步骤参考1.中动物免疫的血清效价测定。结果显示,龙葵素单克隆抗体的效价≥64000。
7.抗体交叉反应性测定
采用间接竞争ELISA方法测定,结果发现,龙葵素单克隆抗体对α-茄碱及α-卡茄碱的交叉反应率为:α-茄碱为100%,α-卡茄碱为87%。由此可见,所制备的抗体可同时检测α-茄碱及α-卡茄碱。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种龙葵素半抗原,其特征在于,其具有如下结构式:
2.如权利要求1所述的龙葵素半抗原的制备方法,其特征在于,其是通过引发剂过氧化双月桂酰,由α-茄碱与巯基丙酸进行加成反应得到的。
3.如权利要求2所述的龙葵素半抗原的制备方法,其特征在于,该制备方法为:取α-茄碱加环己烷溶解,加巯基丙酸充分搅拌后,加入过氧化双月桂酰,室温搅拌反应,然后进行分离纯化得到龙葵素半抗原;其中,所述α-茄碱、巯基丙酸、过氧化双月桂酰的摩尔比为4∶12∶1。
4.如权利要求2所述的龙葵素半抗原的制备方法,其特征在于,该制备方法的具体步骤如下:取α-茄碱0.868g加200mL干燥的环己烷溶解,加巯基丙酸0.318g充分搅拌后,加入过氧化双月桂酰0.1g,室温搅拌反应4h,停止反应,加0~4℃冷水50mL,搅拌,静置,分去水相,有机相蒸干,得到黄色油状物,无水乙醇60mL加热溶解,重结晶,得到龙葵素半抗原。
5.一种龙葵素人工抗原,其特征在于,其是载体蛋白和权利要求1所述的龙葵素半抗原偶联得到的偶联物。
6.如权利要求5所述的龙葵素人工抗原,其特征在于,所述载体蛋白为牛血清白蛋白、卵清白蛋白、人血清白蛋白或血蓝蛋白。
7.一种龙葵素抗体,其特征在于,它是由权利要求5所述的龙葵素人工抗原经动物免疫得到,其能与龙葵素发生特异性免疫反应。
8.一种权利要求7所述的龙葵素抗体在检测龙葵素残留中的应用,该应用不涉及疾病的诊断方法。
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