柚皮素单克隆抗体和纳米抗体的制备及免疫分析方法的建立

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柚皮素是一种黄烷酮化合物,主要存在于柑橘类水果中。研究显示,柚皮素具有抗菌、抗氧化、抗炎和抗过敏活性,也有报道指出柚皮素可能通过抑制新型冠状病毒(SARS-Co V-2)的主要蛋白酶和3-胰凝乳蛋白酶样蛋白酶(3CLpro)来发挥治疗作用。因此,建立柚皮素的检测分析方法,筛选富含柚皮素的资源尤为重要。目前,已建立了灵敏的柚皮素分析方法(UPLC、UPLC-MS/MS),但仪器分析受限于昂贵的仪器和熟练操作的检测人员。而免疫分析法操作便捷、分析成本低、灵敏度高,能实现对实际样品中柚皮素含量的高通量检测,且为研究治疗剂量下(0.5~40 mg/kg),柚皮素进入体内后的代谢分布及作用机制提供了可能。因此,研究柚皮素的免疫分析技术具有重要的意义。本研究设计合成了柚皮素的半抗原,偶联蛋白得到了人工抗原,将人工抗原分别免疫小鼠和羊驼制备了柚皮素单克隆抗体和纳米抗体,并建立相应的间接竞争酶联免疫分析方法。主要结果如下:(1)从柚皮素的4位羰基处引入连接臂设计合成柚皮素半抗原,该方法与Shinkaruk等的方法相比,合成步骤更简便,成本更低。在此基础上,通过活性酯法分别偶联牛血清白蛋白(BSA)和卵清蛋白(OVA)制备免疫原和包被原。通过核磁共振波谱仪和X500R高分辨质谱仪对柚皮素半抗原进行结构鉴定,通过紫外分光光度法和SDS-PAGE凝胶电泳对柚皮素人工抗原进行表征。基于成功制备的免疫原免疫小鼠并测定该人工抗原的免疫原性,结果显示,柚皮素-BSA能够刺激小鼠产生免疫应答,柚皮素-OVA能够作为包被原进行血清效价的测定。通过棋盘格法筛选出血清效价较高的小鼠用于单克隆抗体的制备。(2)通过杂交瘤技术筛选出特异性识别柚皮素的细胞株m Ab 2A3D7,并通过体外诱生法将该细胞株进行扩繁,随后收集腹水进行该单克隆抗体的特异性检测。结果发现,该抗体特异性高,与大多数黄酮类化合物几乎无交叉反应,仅有少数化合物呈现出较低的交叉反应率,如(-)-橙皮素(0.17%)、枸橘苷(0.032%)和柚皮苷(0.028%)。基于该抗体建立ic ELISA法,其最佳工作范围为1.15~15.81 ng/m L,IC50值为4.43 ng/m L。该方法重复性良好,加标回收率为89.3%~130.1%,相对标准偏差(RSD)在0.3%~10.6%之间。通过ic ELISA与UPLC分别测定酸水解后柑橘中总柚皮素含量,两种方法具有良好的相关性(R2=0.98),表明所建立的ic ELISA法能够应用于酸水解后的柑橘中总柚皮素含量的检测,为柚皮素免疫试纸条、柚皮素免疫亲和柱的开发提供了基础。(3)利用制备的免疫原柚皮素-BSA免疫羊驼,通过噬菌体展示技术,建立柚皮素噬菌体展示库。经过四轮固相竞争法淘选,在噬菌体展示库库中筛选得到16个阳性克隆,测序后得到Nb-C9和Nb-C13两种类型的阳性克隆。通过IPTG法诱导表达和镍柱亲和层析纯化得到纳米抗体Nb-C9和Nb-C13。纳米抗体Nb-C9和Nb-C13的热稳定性明显优于单克隆抗体m Ab-2A3D7。基于纳米抗体Nb-C9和Nb-C13建立Nb-ic ELISA法,该方法的IC50值分别为15.31 ng/m L和19.60ng/m L,线性检测范围分别为4.55~60.60 ng/m L和5.60~87.16 ng/m L。纳米抗体Nb-C9和Nb-C13的特异性高,除了与(-)-橙皮素有较低的交叉反应率(分别为0.37%和0.49%),与柚皮素的其他结构类似物几乎无交叉反应。基于Nb-C9建立的Nb-ic ELISA,加标回收率为99.0%~113.0%,相对标准偏差(RSD)在3.4%~8.2%之间。通过与UPLC法比对实际样品的检测结果,发现二者的结果具有一致性(R2=0.98)。鉴于纳米抗体热稳定性高、基因序列明确和易于融合表达等优势,它将为遗传育种、代谢分布规律和作用机理等研究提供有效手段。
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