磁珠为载体病原及标志物免疫分析新方法

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如何实现病原及标志物的简单、快速、灵敏检测是近些年来微生物学研究中的热点之一,对于疾病的防控具有重要意义。基于磁珠为载体构建免疫分析新方法是将磁分离技术与免疫分析相结合,既具有传统免疫分析灵敏度高、特异性好等特点,又兼具磁分离技术的优势,能够将检测靶标从大体积样本中分离富集,减少基质对检测体系的影响,缩短免疫反应的时间,提高检测效率,在较短的分析时间内获得较低的检测限。本论文分别以细菌感染标志物降钙素原(procalcitonin,PCT)、HIV-1 p24抗原和大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)O157∶H7为靶标,围绕它们检测过程中存在的问题,建立了酶催化吸光光度法、酶催化荧光法和以噬菌体为识别元件的新型免疫分析方法,取得了良好的结果:  (1)基于磁珠为载体酶催化吸光光度法快速灵敏检测PCT  PCT是细菌感染及脓毒症早期诊断、鉴别诊断、治疗监控、预后判断的标志物,其浓度与细菌感染的严重程度相关,可以辅助医生给予细菌感染患者抗生素治疗。因此,发展一种简单、快速检测PCT的方法具有重要意义。本研究以羧基磁珠为载体,抗PCT抗体标记磁珠制备免疫磁珠。免疫磁珠与PCT、辣根过氧化物酶(Horseradish Peroxidase,HRP)修饰抗PCT抗体形成双抗体夹心免疫复合物,HRP催化底物显色。本方法快速、简单,分析检测可在90min内完成,线性范围为0.1 ng/mL至10 ng/mL,检测限为0.04 ng/mL,灵敏度符合临床对PCT检测的需要。本方法在模拟血清样本检测PCT的结果,与加入标准品的浓度具有良好的吻合度,加标回收率在97.9%-104.0%。基于磁珠为载体酶催化吸光光度法检测PCT无需借助复杂的仪器设备,可适用于PCT的临床检测及其浓度的动态监测,指导临床合理用药。  (2)磁珠为载体偶联酶催化荧光快速灵敏检测HIV-1 p24抗原  HIV-1 p24抗原出现在HIV急性感染的早期,其水平与HIV RNA水平变化一致,间接反映病毒拷贝数,可作为HIV-1诊断的标志物。在血清中痕量检测HIV-1 p24抗原对于HIV-1感染早期诊断、抗病毒治疗效果评价以及艾滋病防控具有重要意义。本研究以异硫氰酸根末端磁珠为载体,其与抗HIV-1 p24抗体直接偶联制备免疫磁珠。免疫磁珠与HIV-1 p24抗原、生物素化抗HIV-1 p24抗体形成免疫复合物。通过“生物素-链霉亲和素”桥联作用,HRP固定在免疫磁珠的表面,催化底物邻苯二胺和过氧化氢产生荧光信号,通过磁性分离,检测上清的荧光信号强度,避免了磁珠自发荧光以及光散射对荧光检测体系的影响。本方法借助高效的免疫磁分离技术、生物素-亲和素放大系统以及催化荧光检测法,检测分析可在90 min内完成,线性范围为1.4 pg/mL至90.0 pg/mL,检测限为0.5 pg/mL(3σ),在模拟血清中检测HIV-1 p24抗原的符合率在94.8%至101.8%,取得了令人满意的结果,可应用于临床快速筛查HIV-1感染。  (3)磁珠为载体噬菌体为识别元件快速检测E.coli O157∶H7  E.coil O157∶H7是肠出血性大肠杆菌(enterohemorrhage E.coli,EHEC)最常见类型之一,严重威胁人类的健康。本研究以噬菌体为识别元件用于快速检测E.coli O157∶H7。噬菌体O157-IOV-4标记异硫氰酸根末端磁珠,当检测体系有E.coli O157∶H7时,就可以形成“噬菌体修饰磁珠-E.coli O157∶H7-生物素化单克隆抗体”免疫分析复合物,再借助“生物素-链霉亲和素”的桥联作用,将HRP标记链霉亲和素固定在噬菌体修饰磁珠的表面,HRP的量与检测样本中E.coliO157∶H7含量呈正比,催化底物显色,测定450 nm处的吸收值。整个检测过程在2h内完成,在PBS中E.coli O157∶H7的检测限为4.93×104 CFU/mL(3σ),在牛奶模拟样本中E.coli O157∶H7的检测限为8.27×104 CFU/mL(3σ)。本方法能够明显区分E.coli O157∶H7与金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、E.coli O91以及E.coli O97,具有良好的特异性,避免了以抗体为识别元件与带有蛋白质A的金黄色葡萄球菌非特异性结合,造成“假阳性”的检测结果。本方法快速简单,价格低廉,适用于经济欠发达地区的食品安全监测。
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