基于纳米粒子交联放大的动态光散射免疫分析方法高灵敏检测生物大分子的研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huangzhijian2006
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
动态光散射(dynamic light scattering,DLS)技术是一种广泛用于表征颗粒(如蛋白、纳米粒子等)粒径及其分布的方法。因其具有灵敏度高、操作简便、无需洗涤、数据易处理等优势,在分析检测领域获得越来越多研究者的关注。DLS免疫分析方法是一种结合DLS技术与免疫分析技术的新型传感检测方法,具有灵敏度高、特异性好、反应迅速等优势。现有的DLS免疫分析技术主要通过目标物靶向操纵纳米粒子的分散和聚集,诱导其平均水化动力学粒径变化,随后使用动态光散射分析仪记录粒子粒径与待测物浓度之间的定量关系,从而实现待测物的灵敏检测。尽管该方法与传统ELISA相比具有更高的检测灵敏度,但是现有检测体系的免疫反应效率和DLS探针聚集反应效率偏低,导致该类方法的灵敏度有限,难以满足待测物高灵敏检测的需求。因此,如何有效放大免疫识别过程中纳米探针的聚集反应效率和免疫反应效率是提升DLS免疫分析技术检测灵敏度的关键。本研究拟从改善DLS探针免疫反应效率和聚集反应效率等角度出发,系统研究提升DLS免疫分析技术检测灵敏度的新思路和新方法。设计和构建新型纳米粒子交联策略放大DLS探针的聚集反应效率有助于提高DLS免疫学方法的检测灵敏度。由于硼酸配体与顺式二醇的特异性相互作用,硼酸亲和材料在疾病诊断、细胞靶向、细菌鉴定和杀灭等领域受到越来越多的关注。凭借其对顺式邻二羟基分子的高度选择性,硼酸亲和材料已被广泛用于顺式二醇类物质的特异性分离和富集。与传统抗原-抗体反应不同,硼酸亲和反应可实现硼酸配体与含顺式二醇分子之间的多价结合,因此硼酸亲和材料可通过与顺式二醇类物质的特异性识别高效放大纳米粒子的交联,以实现灵敏的DLS信号转化。糖蛋白是一类具有重要生理学功能的顺式二醇类物质,参与多种生理及病理过程,对疾病早期诊断具有重要作用。氨基末端脑钠肽(amino-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-pro BNP)作为血清中的一种糖蛋白,是临床公认的早期诊断心力衰竭的生物标志物。本研究通过将硼酸亲和放大纳米粒子交联聚集与DLS免疫分析技术相结合,成功开发了一种超灵敏检测血清中NT-pro BNP的DLS免疫分析方法。其检测原理是利用单克隆抗体功能化的磁性纳米粒子(MNP@m Ab)从血清中分离和富集目标物NT-pro BNP,随后加入苯硼酸交联剂通过硼酸亲和反应诱导MNP探针发生交联聚集,获得目标物浓度依赖的粒径响应关系,从而实现目标物的定量检测。得益于多价和快速的硼酸亲和反应,该免疫分析方法检测NT-pro BNP的灵敏度低至7.4 fg/m L,检测时间20 min,样品用量1μL。此外,该免疫分析方法还具有较好的选择性、准确性、精密度、重现性和实用性。以上结果表明本研究所建立的基于硼酸亲和放大DLS免疫分析方法在快速、高灵敏检测血清等复杂样本中的糖蛋白方面具有较好的应用前景。抗原抗体反应具有特异性好等优势,但是传统单克隆抗体通过单价或双价识别目标抗原,存在反应效率低的缺陷。抗体的多价识别策略有效弥补了传统抗体识别的不足,使靶标的识别更加灵敏、高效。此外,多价抗体可同时提供多个抗原结合位点,因此可作为交联剂诱导目标抗原发生聚集,从而实现纳米标记探针的聚集。纳米抗体多聚化是目前实现抗体多价识别的主要策略之一。相比于传统的单克隆抗体,多聚化纳米抗体具有更高的亲和力和稳定性,有助于改善检测方法的灵敏度和重现性。C4b结合蛋白(C4b binding protein,C4bp)是一种常见的具有多聚化结构域的可溶性糖蛋白。利用C4bp具有多聚化的特点,本研究通过将AFP特异性纳米抗体(A1)与C4bp的C端片段融合组装形成了能够特异性识别AFP的纳米抗体七聚体(A1-C4bpα),该七聚体拥有七个与AFP抗原结合的位点。在此基础上进一步将纳米抗体七聚体辅助的多价识别策略引入DLS免疫分析传感体系,成功建立了以七聚体为生物识别元件和交联剂、抗体功能化的MNPs作为检测探针的DLS免疫分析方法,用于血清中AFP的快速灵敏检测。纳米抗体七聚体与目标抗原之间的多价识别和复杂样品中待测物的磁富集使得该方法具有灵敏度高、特异性强、操作简便等优点。在最优的实验条件下,该DLS免疫分析方法检测AFP的最低检测限为15 pg/m L,定量范围为0.06-512ng/m L。此外,采用该方法检测AFP加标的血清样品,结果显示加标回收率介于80.80%-107.08%之间,批内、批间变异系数为3.23%-15.77%,且与其他干扰血清蛋白无交叉反应,表明该方法具有较好的精密度、准确性和特异性。该方法对于原发性肝癌的早期诊断、治疗以及预后评估具有重要意义。
其他文献
甘油二酯(Diacylglycerol,DAG)是油脂中的天然成分,但其在天然动植物油脂中的含量很低。作为一种结构脂质,与甘油三酯(Triacylglycerol,TAG)相比,其热量值更低,可作为脂肪替代品添加到食品中,达到降低食物的热量的目的,而且不会破坏产品原本的质地和感官属性。传统的生产DAG的方法如化学法和酶法都存在一些弊端,包括化学法的能耗高、副产物多、以及酶法的成本高、反应速率低和稳
学位
挤压重组米(Extruded rice,ER)是一种通过挤压技术制备的米粒形制品。由于挤压过程中高温、高压和高剪切力的作用,ER通常具有更短的熟化时间,但这可能也导致了ER具有蒸煮损失率高、米粒成形性差、口感软烂和消化性高等问题,严重影响了其食用品质。原料的理化性质及挤压过程中分子间的相互作用可能决定了ER的食用品质,因此本研究通过预发酵处理(Pre-fermentation treatment,
学位
南酸枣果核是南酸枣食品加工中的废弃物,仅有少数被作为活性炭前体材料重新利用,大部分经焚烧或填埋处理,其资源化利用成为亟需解决的环境和能源问题。将南酸枣果核热解制备生物油是生物质资源化利用的常用方法,但生物质热解所制得生物油中含氧化合物相对含量较高,生物油品质不佳,可与高有效氢碳比(H:Ceff)材料共热解以提高其应用价值。生物质与废塑料催化共热解可有效提升生物油品质、延长催化剂寿命,具有正协同作用
学位
红菊苣属菊科菊苣属多年生草本植物,叶球呈鲜红色。红菊苣营养丰富,其多酚含量较高,且具有诸多药理作用,如抗氧化、抗炎、抗病毒、抗菌、抗肿瘤、抗紫外线和植物生长繁殖等。因此,菊苣多酚在药物和个护产品中具有广阔的应用前景,使其成为植物化学物领域的的研究热点。然而,红菊苣多酚的生物活性与其生物利用度息息相关,膳食中的其它营养物质常会影响其生物利用度。例如,菊苣中的膳食纤维,它不能为人体所直接吸收利用,需借
学位
皮蛋是中国传统的蛋制品,具有独特的风味。目前对皮蛋蛋清或皮蛋蛋黄中挥发性物质的研究已经逐步完善;然而,关于皮蛋中非挥发性风味成分的研究还很少。本研究以皮蛋蛋黄为研究对象,通过多种技术手段,揭示其呈味特征和机理。具体研究内容以及研究结果如下:首先,采用电子舌技术、UHPLC-MS/MS和多元统计方法对皮蛋蛋黄的特征呈味进行研究。电子舌检测结果显示,皮蛋蛋黄的显著特征风味为鲜味。UHPLC-MS/MS
学位
目的 建立专科医师规范化培训中腹腔镜直肠癌手术客观结构化临床技能评估客观结构化临床技能评估(OSATS)量表并评价其效果。方法 通过问卷调查的形式由结直肠癌手术量超过500台以上主任医师结合中国抗癌协会结直肠癌腹腔镜手术操作指南制定OSATS量表,并对40名学员进行一次性考核,按照评分结果将40名学员的分数等级分为A、B、C和D 4组,比较A、B、C和D 4组学员手术时间、出血量、术后排气时间、住
期刊
蓝莓产业是世界第二大浆果产业。近年来,蓝莓因其良好的生物活性而备受关注。蓝莓的生物活性与其有效成分直接关联,而花青素(Anthocyanins,Ans)是蓝莓中的主要生物活性成分,具有重要的研究价值。花青素是一种天然水溶性色素,同时也是一种抗氧化剂,具有抗炎、调节血脂、调节血压、调节血糖等作用,在食品工业中具有广阔的应用前景。然而,花青素容易受到p H、微生物及各种酶的影响导致结构被破坏进而降低花
学位
丙烯醛(Acrolein,ACR)是为最简单的不饱和醛,是食物、空气和水中的一种污染物,已被证明参与了多种人类疾病的发病机制。丙烯醛的有害作用通过多种机制介导,包括DNA损伤、炎症、ROS形成、蛋白质内化、膜破裂、内质网应激和线粒体功能障碍,损害机体的健康。本文以模式生物秀丽隐杆线虫为实验模型,研究丙烯醛暴露对线虫生理表型的影响,具体指标包括寿命、怀卵数、体长体宽和运动行为。并基于线虫生理表型研究
学位
绿豆是一种一年生直立草本作物和传统食物,在世界各地都有种植,其富含丰富的营养成分,药用价值也较高,具有促进消化和解毒的功效。绿豆皮包围在胚和胚乳的外部,可以起到保护作用,占绿豆总重量的7%~10%,但在生产加工绿豆糕及绿豆饼等产品的过程中经常被丢弃。绿豆皮中有很多活性物质,如蛋白质、膳食纤维、多糖和多酚等,这些活性物质使得其具有抗肿瘤、降血脂和降血糖等作用。多糖作为绿豆皮中的主要活性成分之一,已经
学位
肉制品在热加工过程中(如油炸、烧烤),可能会产生一系列复杂的危害物如晚期糖基化终末产物(Advanced glycation end products,AGEs)和杂环胺(Heterocyclic aromatic amines,HAAs)等。AGEs在人体内过量的积累会引起机体氧化应激并可能导致多种慢性疾病如糖尿病、慢性肾病、动脉粥样硬化、尿毒症、阿尔兹海默症的发生。HAAs是富含蛋白质的食品(
学位