CN114624195A - 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统 - Google Patents

一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114624195A
CN114624195A CN202110784727.3A CN202110784727A CN114624195A CN 114624195 A CN114624195 A CN 114624195A CN 202110784727 A CN202110784727 A CN 202110784727A CN 114624195 A CN114624195 A CN 114624195A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antibody
sample
detection
spectral
probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110784727.3A
Other languages
English (en)
Inventor
卞素敏
默罕默德·萨万
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westlake University
Original Assignee
Westlake University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westlake University filed Critical Westlake University
Priority to CN202110784727.3A priority Critical patent/CN114624195A/zh
Publication of CN114624195A publication Critical patent/CN114624195A/zh
Priority to PCT/CN2022/104952 priority patent/WO2023284686A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明涉及光纤生物传感技术领域,公开了一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统。本发明提供结合抗体的生物传感检测方法及检测系统,基于光纤生物层干涉技术,结合有效的信号放大,建立快速、高灵敏性、简便、可定量的全自动光学生物传感检测方法和检测系统,可用于对人血清中的新冠结合抗体的检测和以干血斑取样方法获得的全血样本中的新冠结合抗体的检测。本发明所提供的结合抗体的生物传感检测方法及检测系统为临床提供了一项具有临床适用价值的体外诊断平台。

Description

一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统
技术领域
本发明涉及光纤生物传感技术领域,特别涉及一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统。
背景技术
为防止疫情进一步蔓延,新冠疫苗研发成为全球药物研究领域的热点。在疫苗接种的过程中,体内会产生大量的特异性抗体,包括中和抗体与结合抗体。中和抗体是使病毒失去结合受体的能力的抗体,结合抗体仅指可以结合病毒表面区域的抗体。临床上对新冠中和抗体的监测意义最为重大,它是评价新冠疫苗安全效用的重要指标,同时,对结合抗体进行监测可以帮助回答新冠病毒的感染史,助于流行病学研究。国内外现有针对新冠结合抗体的检测主要是ELISA和试纸条,前者精确但耗时耗力,后者简便快速、但无法提供准确的定量信息。国内外现有针对新冠中和抗体的检测是基于活细胞的病毒中和测试实验,需要严格的生物安全三级实验室的操作环境、操作程序复杂。因此,临床上亟需兼具高灵敏性、简便与快速的自动化生物传感体系,允许在常规实验室对单个或者高通量样本进行快速监测。
生物层干涉技术是一种通过检测干涉光谱的位移变化来检测传感器表面反应的技术。当一束可见光从光谱仪射出后,在光纤传感器末端的光学膜层的两个界面会形成两束反射光谱,并形成一束干涉光谱。光谱的红移(单位:nm)大小与末端特异性结合分子的浓度呈正相关。但是其在低检测浓度下呈现的信号强度非常有限,因此很少用于定量分析中。
在本申请中用到的一些缩略语、英文和关键术语定义如下:
1.新型冠状病毒或COVID-19,简称新冠;
2.BLI:biolayer interferometry,生物层干涉技术;
3.BAbs:Binding antibodies,结合抗体;
4.RBD:Receptor binding domain,受体结合区域;
5.S-ECD:Extracellular Domain of Spike Protein,刺突蛋白;
6.ELISA:Enzyme linked immunosorbent assay,酶联免疫吸附剂测定法;
7.DAB:3,3’-diaminobenzidine tetrahydrochloride,3,3’-二氨基联苯胺四盐酸;
8.HRP,Horseradish Peroxidase,辣根过氧化物酶;
9.Anti-RBD BAbs:针对RBD区域的结合抗体,又称抗RBD结合抗体;
10.Anti-S-ECD BAbs:针对S-ECD区域的结合抗体,又称抗S-ECD结合抗体;
11.Anti-RBDN501Y BAbs:针对RBD变异体N501Y的结合抗体,又称抗RBD N501Y结合抗体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统,通过对生物层干涉技术有效的信号放大,获得针对新冠结合抗体快速监测的自动化生物传感体系,助力新冠疫苗的研发与效价评估。
为解决上述技术问题,本发明的第一方面提供一种结合抗体的生物传感检测方法,包括:
(1)制备光纤探针:
将生物素化的抗原固定至链霉亲和素芯片表面,得到光纤探针,所述生物素化的抗原包括生物素化的新冠病毒核心蛋白;
(2)获得待测样本和参照样本:
获得待测者的血清或干血斑全血,稀释后,作为待测样本;
获得健康者的血清或干血斑全血若干份,稀释后,分别添加参照抗体嵌合式抗RBD单克隆抗体,得到不同抗体浓度的若干个参照样本;
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大:
对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移;
(4)建立标准曲线:
基于所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移;
(5)获得待测样本的结合抗体浓度:
根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度,其中,
待测样本的光谱相对位移=待测样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
本发明提供的结合抗体的生物传感检测方法,还包括:
第一次洗脱:在制备光纤探针之后,洗脱未固定至链霉亲和素芯片表面的抗原;第二次洗脱:在样本捕获之后,洗脱未被光纤探针特异性捕获的结合抗体;第三次洗脱:在抗体检测之后,洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体。
优选地,本发明提供的结合抗体的生物传感检测方法中,所述生物素化的新冠病毒核心蛋白包括生物素化的RBD蛋白、生物素化的S-ECD蛋白或生物素化的RBD-N501Y蛋白;所述结合抗体包括RBD蛋白所产生的结合抗体、S-ECD蛋白所产生的结合抗体或RBD-N501Y蛋白所产生的结合抗体。
优选地,本发明提供的结合抗体的生物传感检测方法中,对所述待测者或健康者的血清或干血斑全血样本进行的稀释,为稀释至80~120倍。
优选地,本发明提供的结合抗体的生物传感检测方法中,所述参照样本和/或待测样本的光谱位移在15~25nm范围内。
优选地,本发明提供的结合抗体的生物传感检测方法中,所述HRP偶联的鼠抗人IgG抗体的浓度为0.067μg/mL~0.4μg/mL。
优选地,本发明提供的结合抗体的生物传感检测方法中,所述信号放大剂DAB与所述光纤探针接触前进行200倍稀释~33.3倍稀释:所述200倍稀释为:5μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中;所述33.3倍稀释为:30μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中。
上述HRP偶联的鼠抗人IgG抗体的浓度和信号放大剂DAB的浓度控制,可使放大后的检测信号值在15~25nm范围内,优选为20nm,既保证足够的信号强度、又避免光纤尖端表面由于负载过重而造成系统运行时的光纤脱落。
本发明的第二方面提供一种结合抗体的生物传感检测系统,包括:
(1)光纤探针制备模块:
用于将生物素化的抗原固定至链霉亲和素芯片表面,得到光纤探针,所述生物素化的抗原包括生物素化的新冠病毒核心蛋白;
(2)参照样本和待测样本获得模块:
用于获得待测者的血清或干血斑全血,稀释后,作为待测样本;
用于获得健康者的血清或干血斑全血若干份,稀释后,分别添加参照抗体嵌合式抗RBD单克隆抗体(简称MA-RBD S309),得到不同抗体浓度的若干个参照样本;
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大模块:
用于对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
用于对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移;
(4)标准曲线建立模块:
用于根据所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移;
(5)待测样本的结合抗体浓度获得模块:
用于根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度,其中,
待测样本的光谱相对位移=待测样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
本发明提供的结合抗体的生物传感检测系统还包括:
第一清洗模块:设于所述光纤探针模块中,用于洗脱未固定至链霉亲和素芯片表面的抗原;第二清洗模块:设于所述样本捕获、抗体检测和信号放大模块中,用于洗脱未被光纤探针特异性捕获的结合抗体;第三清洗模块:设于所述样本捕获、抗体检测和信号放大模块中,用于洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体。
相对于现有技术而言,本发明针对新冠病毒结合抗体检测,基于光纤生物层干涉技术,结合有效的信号放大,建立快速(15min内)、高灵敏性(10ng/mL)、简便、可定量的全自动光学生物传感检测方法和检测系统,可用于对人血清中的新冠结合抗体的检测和以干血斑取样方法获得的全血样本中的新冠结合抗体的检测。
基于本发明所提供的结合抗体的生物传感检测方法及检测系统,其检测流程中,从生物素化抗原固定于SA芯片表面(30~70s)、到样本捕获(5min)、到检测抗体(5min)至DAB信号放大(2min)、以及三次清洗步骤,整个检测过程可于14.5min内完成。
附图说明
图1为根据本发明的结合抗体的生物传感检测方法的检测原理图;
图2为根据本发明的结合抗体的生物传感检测方法的检测流程图;
图3为根据本发明实施方式的结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线图;
其中,1:链霉亲和素光纤;2:生物素化抗原,包括生物素化RBD、生物素化S-ECD与生物素化RBD-N501Y变异体;3:新冠结合抗体;4:HRP偶联的鼠抗人IgG抗体;5:信号放大剂DAB。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式提供一种结合抗体的生物传感检测系统,该检测系统包括:
(1)光纤探针制备模块:
用于将生物素化的抗原固定至链霉亲和素芯片表面,得到光纤探针,所述生物素化的抗原包括生物素化的新冠病毒核心蛋白;
(2)参照样本和待测样本获得模块:
用于获得待测者的血清或干血斑全血,稀释后,作为待测样本;
用于获得健康者的血清或干血斑全血若干份,稀释后,分别添加参照抗体嵌合式抗RBD单克隆抗体,得到不同抗体浓度的若干个参照样本;
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大模块:
用于对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
用于对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移;
(4)标准曲线建立模块:
用于根据所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移;
(5)待测样本的结合抗体浓度获得模块:
用于根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度,其中,
待测样本的光谱相对位移=待测样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
在本发明的部分实施方式中,所述结合抗体的生物传感检测系统还包括:第一清洗模块:设于所述光纤探针模块中,用于洗脱未固定至链霉亲和素芯片表面的抗原;第二清洗模块:设于所述样本捕获、抗体检测和信号放大模块中,用于洗脱未被光纤探针特异性捕获的结合抗体;第三清洗模块:设于所述样本捕获、抗体检测和信号放大模块中,用于洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体。
基于第一实施方式提供的结合抗体的生物传感检测系统,本发明的第二实施方式提供一种结合抗体的生物传感检测方法,包括如下步骤:
(1)制备光纤探针:
将生物素化的抗原固定至链霉亲和素芯片表面,得到光纤探针,所述生物素化的抗原包括生物素化的新冠病毒核心蛋白;在制备光纤探针之后,洗脱未固定至链霉亲和素芯片表面的抗原;
(2)获得参照样本和待测样本:
获得待测者的血清或干血斑全血,稀释后,作为待测样本;
获得健康者的血清或干血斑全血若干份,稀释后,分别添加参照抗体嵌合式抗RBD单克隆抗体,得到不同抗体浓度的若干个参照样本;
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大:
对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体,在样本捕获之后,洗脱未被光纤探针特异性捕获的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合,在抗体检测之后,洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合,在抗体检测之后,洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移;
(4)建立标准曲线:
基于所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移;
(5)获得待测样本的结合抗体浓度:
用于根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度,其中,
待测样本的光谱相对位移=待测样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
其中,所述生物素化的新冠病毒核心蛋白包括生物素化的RBD蛋白、生物素化的S-ECD蛋白或生物素化的RBD-N501Y蛋白;所述结合抗体包括RBD蛋白所产生的结合抗体、S-ECD蛋白所产生的结合抗体或RBD-N501Y蛋白所产生的结合抗体。
其中,所述待测者或健康者的血清或干血斑全血样本稀释至80~120倍。
其中,所述辣根过氧化物酶偶联的鼠抗人IgG抗体的浓度为0.067μg/mL~0.4μg/mL;所述信号放大剂DAB与所述光纤探针接触前进行200倍稀释~33.3倍稀释:所述200倍稀释为:5μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中;所述33.3倍稀释为:30μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中;上述辣根过氧化物酶偶联的鼠抗人IgG抗体的浓度和信号放大剂DAB的浓度控制,可使放大后的检测信号值在15~25nm范围内,优选为20nm,既保证足够的信号强度、又避免光纤尖端表面由于负载过重而造成系统运行时的光纤脱落。
检测示例
本实施例以抗RBD结合抗体(Anti-RBD BAbs)检测为例,简述检测过程如下(对已在前面部分中阐述过的检测系统及检测方法的部分内容进行简写或略写)。
(1)制备光纤探针:使用商业可购买的链霉亲和素(streptavidin,下称SA)芯片作为探针,将生物素化的抗原RBD固定至SA芯片表面。生物素化操作程序可借鉴市场上可购买的商业化生物素试剂盒。
(2)获得待测样本和参照样本:
制备待测样本:将真实血清样本稀释100倍:5μL血清添加至495μL稀释液中,轻轻混匀即可备用。稀释液为:10mM PBS+0.1%BSA+0.02%Tween20,pH 7.4。
制备参照样本:采用针对RBD区域的人源型嵌合式单克隆抗(MA-RBD-S309,商业可购买)作为结合性抗体的参照抗体。添加MA-RBD-S309于100倍稀释的血清中,得到6个参照样本(浓度分别为0、10、50、100、500、1000ng/mL)。
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大:
对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移。
在上述样本捕获、抗体检测和信号放大步骤中,信号放大剂DAB的商业可够渠道:"3,3′-二氨基联苯胺(DAB)增强型液体底物系统四盐酸盐",货号:D3939-1SET;厂家:Sigma-Aldrich(Shanghai)Trading Co.Ltd:西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司。在将信号放大剂DAB与所述光纤探针接触前,对信号放大剂进行200倍稀释:5μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中,同时使辣根过氧化物酶偶联的鼠抗人IgG抗体的浓度为0.067μg/mL~0.4μg/mL,可使有效的信号放大控制最大信号值在20nm左右,既保证足够的信号强度、又避免光纤尖端表面由于负载过重而造成系统运行时的光纤脱落。样本中不同浓度的抗体含量可经过特异性结合与信号放大来直观的显示。
图1为根据本发明的结合抗体的生物传感检测方法的检测原理图;图2为根据本发明的结合抗体的生物传感检测方法的检测流程图。就检测流程而言:从生物素化抗原固定于SA芯片表面(30~70s)、到样本捕获(5min)、到检测抗体(5min)至DAB信号放大(2min)、以及三次清洗步骤,整个检测过程可于14.5min内完成。
(4)建立标准曲线:
基于所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
参照样本的抗体浓度和光谱位移、相对位移如下表1所示:
表1
Figure BDA0003158780130000141
基于以上100倍稀释健康人血清基质下获得的数据,以参照抗体MA-RBD S309浓度(μg/mL)绘制X轴,以各参照样本的相对位移(nm)绘制Y轴),建立结合抗体“浓度-相对位移”结合标准曲线,如图3所示。
(5)获得待测样本的结合抗体浓度:根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度。
首先,计算得到待测样本的光谱相对位移:
待测样本的光谱相对位移(nm)=待测样本的光谱位移(nm)–零抗体浓度的参照样本的光谱位移(nm)
结合所建立的结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,考虑到100倍稀释,待测样本的结合抗体检测浓度范围为0-100μg/mL,定量浓度范围设定为:1-100μg/mL。样本中结合抗体的浓度(μg/mL)计算公式为:
X=Bmax*Y/(Kd-Y)*100/1000
=548.9*待测样本的光谱相对位移/(29.35-待测样本的光谱相对位移)*0.1
=54.89*待测样本的光谱相对位移/(29.35-待测样本的光谱相对位移)
其中:100代表样本的100倍稀释,1000代表浓度单位从ng/mL转化为μg/mL,
X代表样本中结合抗体的浓度;
Bmax代表为非线性回归标准曲线中的最大特异性结合常数;
Kd代表非线性回归标准曲线中的平衡解离常数;
Y代表待测样本的光谱相对位移(nm)。
以两个真实血清样本为例,参照以上检测流程,得到以下数据,进而计算结合抗体浓度,如下表2所示:
表2
待测血清样本 位移(nm) 相对位移(nm) 浓度计算(μg/mL)
样本1 11.78 11.78–1.78=10.00 54.89*10.00/(29.35-10.00)=28.37
样本2 6.48 6.48–1.78=4.70 54.89*4.70/(29.35-4.70)=10.47
除此之外,本发明的方法还可以用于对抗S-ECD结合抗体(简称:Anti-S-ECDBAbs)与抗RBD变异蛋白(RBD-N501Y)结合抗体(简称:Anti-RBD N501Y BAbs)的特异性与高灵敏性检测。在100倍稀释的血清基质中,该技术对三种结合性抗体的检测线为10ng/mL。
本发明所提供的结合抗体的生物传感检测方法及检测系统为临床提供了一项具有临床适用价值的体外诊断平台,可应用于对健康人群接种疫苗后体内的抗体进行快速评估,测试疫苗的有效性;也可应用于人群或者个体新冠病毒感染史的快速评估。此外,该体系同样有潜力应用于其它大流行疾病的全国性发病率筛查。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于,包括:
(1)制备光纤探针:
将生物素化的抗原固定至链霉亲和素芯片表面,得到光纤探针,所述生物素化的抗原包括生物素化的新冠病毒核心蛋白;
(2)获得参照样本和待测样本:
获得待测者的血清或干血斑全血,稀释后,作为待测样本;
获得健康者的血清或干血斑全血若干份,稀释后,分别添加参照抗体嵌合式抗RBD单克隆抗体,得到不同抗体浓度的若干个参照样本;
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大:
对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移;
(4)建立标准曲线:
基于所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移;
(5)获得待测样本的结合抗体浓度:
根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度,其中,
待测样本的光谱相对位移=待测样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
2.根据权利要求1所述的结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于,还包括:
第一次洗脱:在制备光纤探针之后,洗脱未固定至链霉亲和素芯片表面的抗原;
第二次洗脱:在样本捕获之后,洗脱未被光纤探针特异性捕获的结合抗体;
第三次洗脱:在抗体检测之后,洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体。
3.根据权利要求1所述的结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于:
所述生物素化的新冠病毒核心蛋白包括生物素化的RBD蛋白、生物素化的S-ECD蛋白或生物素化的RBD-N501Y蛋白;
所述结合抗体包括RBD蛋白所产生的结合抗体、S-ECD蛋白所产生的结合抗体或RBD-N501Y蛋白所产生的结合抗体。
4.根据权利要求1所述的结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于,对所述待测者或健康者的血清或干血斑全血样本进行的稀释,为稀释至80~120倍。
5.根据权利要求1所述的结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于,所述参照样本和/或待测样本的光谱位移在15~25nm范围内。
6.根据权利要求5所述的结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于,所述HRP偶联的鼠抗人IgG抗体的浓度为0.067μg/mL~0.4μg/mL。
7.根据权利要求5所述的结合抗体的生物传感检测方法,其特征在于,所述信号放大剂DAB与所述光纤探针接触前进行200倍稀释~33.3倍稀释:
所述200倍稀释为:5μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中;
所述33.3倍稀释为:30μL DAB添加至1mL的DAB底物缓冲液中。
8.一种结合抗体的生物传感检测系统,其特征在于,包括:
(1)光纤探针制备模块:
用于将生物素化的抗原固定至链霉亲和素芯片表面,得到光纤探针,所述生物素化的抗原包括生物素化的新冠病毒核心蛋白;
(2)参照样本和待测样本获得模块:
用于获得待测者的血清或干血斑全血,稀释后,作为待测样本;
用于获得健康者的血清或干血斑全血若干份,稀释后,分别添加参照抗体嵌合式抗RBD单克隆抗体,得到不同抗体浓度的若干个参照样本;
(3)样本捕获、抗体检测和信号放大模块:
用于对所述不同抗体浓度的若干个参照样本分别进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到若干个参照样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述参照样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述参照样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到参照样本的光谱位移;
用于对所述待测样本进行如下样本捕获、抗体检测和信号放大,得到待测样本的光谱位移,具体为:
样本捕获:使所述光纤探针与所述待测样本接触,所述光纤探针上的抗原特异性捕获所述待测样本中存在的针对所述抗原的结合抗体;抗体检测:使所述光纤探针与HRP偶联的鼠抗人IgG抗体接触,所述光纤探针上捕获的结合抗体与所述鼠抗人IgG抗体特异性结合;信号放大:使所述光纤探针与信号放大剂DAB接触,所述光纤探针上的HRP与所述DAB高亲和力结合,产生金属沉淀,得到待测样本的光谱位移;
(4)标准曲线建立模块:
用于根据所述若干个参照样本的抗体浓度和光谱位移,以参照样本中的抗体浓度为X轴,以参照样本的光谱相对位移为Y轴,建立结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线,其中,
参照样本的光谱相对位移=参照样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移;
(5)待测样本的结合抗体浓度获得模块:
用于根据所述结合抗体“浓度-相对位移”标准曲线以及待测样本的光谱相对位移,获得待测样本的结合抗体浓度,其中,
待测样本的光谱相对位移=待测样本的光谱位移–零抗体浓度的参照样本的光谱位移。
9.根据权利要求8所述的结合抗体的生物传感检测系统,其特征在于,还包括:
第一清洗模块:设于所述光纤探针模块中,用于洗脱未固定至链霉亲和素芯片表面的抗原;
第二清洗模块:设于所述样本捕获、抗体检测和信号放大模块中,用于洗脱未被光纤探针特异性捕获的结合抗体;
第三清洗模块:设于所述样本捕获、抗体检测和信号放大模块中,用于洗脱未与结合抗体结合的HRP偶联的鼠抗人IgG抗体。
10.根据权利要求8所述的结合抗体的生物传感检测系统,其特征在于:
所述生物素化的新冠病毒核心蛋白包括生物素化的RBD蛋白、生物素化的S-ECD蛋白或生物素化的RBD-N501Y蛋白;
所述结合抗体包括RBD蛋白所产生的结合抗体、S-ECD蛋白所产生的结合抗体或RBD-N501Y蛋白所产生的结合抗体。
CN202110784727.3A 2021-07-12 2021-07-12 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统 Pending CN114624195A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110784727.3A CN114624195A (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统
PCT/CN2022/104952 WO2023284686A1 (zh) 2021-07-12 2022-07-11 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110784727.3A CN114624195A (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114624195A true CN114624195A (zh) 2022-06-14

Family

ID=81897565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110784727.3A Pending CN114624195A (zh) 2021-07-12 2021-07-12 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114624195A (zh)
WO (1) WO2023284686A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023284687A1 (zh) * 2021-07-12 2023-01-19 西湖大学 一种中和抗体的生物传感检测方法及检测系统
WO2023284686A1 (zh) * 2021-07-12 2023-01-19 西湖大学 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050254062A1 (en) * 2003-11-06 2005-11-17 Fortebio, Inc. Fiber-optic assay apparatus based on phase-shift interferometry
CN111693717A (zh) * 2020-07-05 2020-09-22 江苏拜明生物技术有限公司 一种血清中铁蛋白快速免疫检测试剂盒及检测方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5804453A (en) * 1996-02-09 1998-09-08 Duan-Jun Chen Fiber optic direct-sensing bioprobe using a phase-tracking approach
CN108204958A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 伊缪泰普有限公司 结合测定
CN111337662A (zh) * 2020-02-25 2020-06-26 中山大学 一种基于微流控芯片的快速免疫检测方法
CN112255420B (zh) * 2020-12-23 2021-03-05 北京百普赛斯生物科技股份有限公司 利用bli技术检测新型冠状病毒中和性抗体的方法
CN112881685B (zh) * 2021-01-21 2023-02-17 北京市肝病研究所 用于检测新型冠状病毒n抗原的蛋白芯片、试剂盒及其制备方法
CN113092414B (zh) * 2021-04-06 2023-03-10 中国人民大学 一种SARS-CoV-2抗体的检测方法
CN114624195A (zh) * 2021-07-12 2022-06-14 西湖大学 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050254062A1 (en) * 2003-11-06 2005-11-17 Fortebio, Inc. Fiber-optic assay apparatus based on phase-shift interferometry
CN111693717A (zh) * 2020-07-05 2020-09-22 江苏拜明生物技术有限公司 一种血清中铁蛋白快速免疫检测试剂盒及检测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SANNA AUER等: "Rapid and sensitive detection of norovirus antibodies in human serumwith a biolayer interferometry biosensor", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》, 30 June 2015 (2015-06-30), pages 507 - 514 *
SUMIN BIAN等: "Development and validation of an optical biosensor for rapid monitoring of adalimumab in serum of patients with Crohn’s disease", 《DRUG TEST ANAL》, 31 March 2018 (2018-03-31) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023284687A1 (zh) * 2021-07-12 2023-01-19 西湖大学 一种中和抗体的生物传感检测方法及检测系统
WO2023284686A1 (zh) * 2021-07-12 2023-01-19 西湖大学 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023284686A1 (zh) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108279309B (zh) 一种pla2r抗体的检测试纸条及检测方法
Mukundan et al. Rapid detection of Mycobacterium tuberculosis biomarkers in a sandwich immunoassay format using a waveguide-based optical biosensor
US20190219569A1 (en) Fluorescence immunochromatographic detection card and a preparation method therefor and use thereof
WO2023284686A1 (zh) 一种结合抗体的生物传感检测方法及检测系统
CN1700009A (zh) 用单一捕获剂定量检测特异性分析物的方法及其试剂盒
Schulz et al. Electrochemical biochip assays based on anti-idiotypic antibodies for rapid and automated on-site detection of low molecular weight toxins
WO2023098087A1 (zh) 一种小分子药物血药浓度的检测方法
US10921322B2 (en) Methods for detecting a marker for active tuberculosis
US20210072235A1 (en) Method for diagnosing tuberculosis
WO2023284687A1 (zh) 一种中和抗体的生物传感检测方法及检测系统
US20230160895A1 (en) Sars coronavirus 2 diagnostic kit including receptor and antibody binding to sars coronavirus 2 spike protein
JP4115728B2 (ja) フロースルー式検査法用組成物、これを用いたキット及び検査法
CN106841612A (zh) 一种人脂蛋白相关磷脂酶a2免疫层析试纸条的制备方法
Ono et al. A highly sensitive quantitative immunochromatography assay for antigen-specific IgE
Gholami et al. A paper-based optical sensor for the screening of viruses through the cysteine residues of their surface proteins: A proof of concept on the detection of coronavirus infection
KR20160120675A (ko) 래피드 정량 진단 키트
KR20000048833A (ko) p53에 대한 항체의 검출을 위한 검정법
CN116298297A (zh) 一种同时检测合胞病毒和新型冠状病毒抗原的胶体金层析试纸条
US11703507B2 (en) Immunoassay for SARS-CoV-2 antibodies
JP7253282B2 (ja) 高感度免疫接合体、この製造方法、これを含む体外診断試薬及び体外診断キット
Ye et al. A chemiluminescence immunoassay for precise automatic quality control of glycoprotein in human rabies vaccine
Wei et al. Sensitive detection of antibody against antigen F1 of Yersinia pestis by an antigen sandwich method using a portable fiber optic biosensor
RU2741382C1 (ru) Способ иммуноферментного анализа идиотипических и антиидиотипических антител к бензо[а]пирену в биологических жидкостях человека
US20110236911A1 (en) Precipitating Substrate for Bio-Layer Interferometry
US20220034904A1 (en) IMMUNOASSAY FOR SARS-CoV-2 ANTIBODIES

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination