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        蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體的制備及其間接競爭ELISA檢測

        2010-10-19 05:26:58裘雪梅劉仁榮謝少霞
        食品科學(xué) 2010年18期
        關(guān)鍵詞:蘇丹紅類似物偶聯(lián)

        裘雪梅,劉仁榮*,徐 玲,孟 瑋,涂 順,謝少霞

        (江西科技師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330013)

        蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體的制備及其間接競爭ELISA檢測

        裘雪梅,劉仁榮*,徐 玲,孟 瑋,涂 順,謝少霞

        (江西科技師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院,江西 南昌 330013)

        重氮法合成蘇丹紅Ⅰ的結(jié)構(gòu)類似物,通過活性酯法將蘇丹紅Ⅰ的結(jié)構(gòu)類似物偶聯(lián)到載體蛋白上制備人工抗原,用所制備的人工抗原免疫BALB/c小鼠,采用細(xì)胞融合的方法制備蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體,結(jié)果成功篩選到一株抗蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體,經(jīng)鑒定為IgG2a型,并建立間接競爭ELISA檢測方法,線性范圍為0.5~10ng/mL,檢測下限為0.1ng/mL,加標(biāo)回收率為52.3%~110%,變異系數(shù)為3.2%~8.9%。

        蘇丹紅Ⅰ;單克隆抗體;ELISA檢測

        Abstract:A SudanⅠanalog was synthesized by diazotization and conjugated to bovine serum albumin (BAS) or keyhole limpet hemocyanin (KLH) by active ester method and a BAS based detection antigen and a KLH based immune antigen were obtained.A competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was established to detect the immunogenity of the immune antigen. BALB/c mice were immunized with the immune antigen for antibody generation. For the preparation of anti-SudanⅠmonoclonal antibodies, cell fusion was used. An indirect competitive ELISA assay was developed. A linear relationship was observed over the concentration range of 0.5 to 10 ng/mL and the detection limit was 0.1 ng/mL. The average recovery rates of SudanⅠin red hot chili pepper powder spiked at 6 different levels were between 52.3% and 110% with variation coefficients varying from 3.2% to 8.9%.

        Key words:Sudan Ⅰ;monoclonal antibody;ELISA detection

        蘇丹紅Ⅰ(Sudan Ⅰ)的化學(xué)名稱為1-苯基偶氮-2-萘酚,常作為工業(yè)染料,被廣泛用于如溶劑、油、蠟、汽油的增色以及鞋、地板等增光方面。動物實驗表明蘇丹紅Ⅰ具有致癌性,可引起肝臟、膀胱和脾臟等臟器的腫瘤[1-4]。國際癌癥研究機構(gòu)(International Agency for Research on Cancer,IARC)將蘇丹紅歸為三類致癌物,時同具有致敏性和遺傳毒性[5-6]。

        目前,蘇丹紅Ⅰ的檢測方法主要是液質(zhì)聯(lián)用法和高效液相色譜法[7-8],對儀器和操作人員要求較高,儀器投資大、效率低,無法滿足大批量樣本快速篩查的需要。免疫學(xué)分析法是建立在抗原抗體特異性反應(yīng)基礎(chǔ)上的分析方法,對樣品的純度要求較低,所需儀器設(shè)備簡單,操作方便,靈敏度和特異性較高,適合于大批量樣本的檢測,在食品安全檢測領(lǐng)域應(yīng)用價值較高。

        1 材料與方法

        1.1 材料、試劑與儀器

        紅辣椒 市售;雜交瘤細(xì)胞株(6B10)由本實驗室制備。

        蘇丹紅Ⅰ、匙眼貝血藍蛋白(KLH)、牛血清白蛋白(bovine serum albumen,BSA)、二環(huán)己基碳化二亞胺(dicylochexylcarbodiimide,DCC)、氮羥基琥珀酸(N-hydroxysuccinimide,NHS)、羰基二咪唑(1,1-carbonyldiimidazole,CDI)、ε-氨基己酸、福氏完全佐劑、福氏不完全佐劑和羊抗小鼠酶標(biāo)二抗 Sigma公司;其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

        UV-205紫外分光光度計 日本島津公司;微量移液器、K185紫外透射反射儀、酶標(biāo)儀 芬蘭Labsystems公司。

        1.2 方法

        1.2.1 蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物的合成與鑒定

        采用重氮法合成蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物1-(4-羧基苯基)偶氮-2-萘酚,化學(xué)反應(yīng)原理見圖1,具體步驟及鑒定方法參見文獻[9]。

        圖1 蘇丹紅I結(jié)構(gòu)類似物合成反應(yīng)原理圖Fig.1 Synthesis reaction mechanism diagram of SudanⅠanalog

        1.2.2 蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物與載體蛋白的連接

        蘇丹紅Ⅰ1.5mg溶解于1mL四氫呋喃(THF)中,加入NHS 1.0mg和DCC 2.0mg,置室溫避光振蕩反應(yīng)24h。每隔2h取出5μL點樣,進行薄板層析,層析板置長波紫外燈下觀察,對反應(yīng)進行監(jiān)控,展層液為丙酮:乙酸乙酯:水=(5:5:2,V/V)。待反應(yīng)完全后,停止反應(yīng),10000r/min離心10min去沉淀。上清液真空抽干,得到蘇丹紅Ⅰ的活性酯;將蘇丹紅Ⅰ活性酯溶解于2mL二甲基亞砜(DMSO)中,緩慢滴入KLH溶液中(15mg溶于5mL 0.13mol/L NaHCO3)。室溫振蕩反應(yīng)4h,得到蘇丹紅Ⅰ人工抗原A(同法與BSA反應(yīng)得到蘇丹紅Ⅰ人工抗原B)。反應(yīng)結(jié)束后,0.01mol/L PBS 4℃透析72h;對透析產(chǎn)物進行紫外掃描,根據(jù)其在280nm和486nm的光密度(OD)值、蘇丹紅Ⅰ和蛋白質(zhì)在這兩種波長下的摩爾消光系數(shù)(K),按公式CSudanI/CBSA=(OD280×KBSA,486-OD486×KBSA,280)/(OD486×KSudanI,280-OD280×KSudanI,486)分析測定偶聯(lián)產(chǎn)物的摩爾比,真空凍干待用。免疫BALB/c小鼠,檢測其免疫原性。

        1.2.3 蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體的制備

        第4次免疫間隔4周后,尾靜脈注射人工抗原0.05mg/只,3d后,取脾細(xì)胞在50% PEG融合劑作用下與對數(shù)期生長的SP2/O雜交瘤細(xì)胞融合。經(jīng)HAT(hypoxanthine-aminopterin-thymidine)選擇培養(yǎng)液培養(yǎng)7d后,換HT(hypoxanthine-thymidine)培養(yǎng)基培養(yǎng),取雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)上清進行陽性克隆篩選,以蘇丹紅Ⅰ人工抗原B為檢測抗原,建立間接競爭ELISA方法,篩選分泌抗蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞。陽性細(xì)胞經(jīng)有限稀釋法亞克隆3次均為100%的陽性后,建立細(xì)胞系并凍存。并將雜交瘤細(xì)胞接種于提前接種降植烷的BALB/c小鼠腹腔,制備腹水,經(jīng)辛酸-硫酸銨沉淀法純化單抗。最后用Sigma單克隆抗體分型試劑盒進行分型鑒定。

        1.2.4 間接競爭酶聯(lián)免疫吸附分析方法的建立

        棋盤滴定確定最佳的包被抗原和抗體工作質(zhì)量濃度:蘇丹紅Ⅰ人工抗原B為檢測抗原,用PBS稀釋至不同的質(zhì)量濃度(0.5、1、2、4、8、16μg/mL),4℃包被過夜,3g/100mL脫脂牛奶封閉后用PBST洗滌4次,加入PBST系列稀釋的抗體,取陰性血清做陰性對照,PBST做空白對照。每孔100μL,37℃ 1h后洗滌4次,加入羊抗鼠IgG:HRP酶標(biāo)二抗(100μL/孔);37℃作用1h后,洗滌4次。聯(lián)苯二胺(OPD)顯色,2mol/L H2SO4溶液反應(yīng),測定492nm波長吸光度(A492nm),根據(jù)吸光度選擇最佳包被抗原的質(zhì)量濃度,然后選擇吸光度為1.0~1.5左右的抗體的稀釋倍數(shù)作為工作質(zhì)量濃度。

        根據(jù)確定的最佳的包被抗原和抗體工作質(zhì)量濃度建立蘇丹紅Ⅰ間接競爭ELISA的標(biāo)準(zhǔn)曲線:檢測抗原4℃包被過夜,3g/100mL脫脂牛奶封閉。加入50μL溶于體積分?jǐn)?shù)為35%甲醇溶液PBS的蘇丹紅Ⅰ(0、5、10、20、50、100、200、500、1000、2000ng/mL)和抗體50μL,混勻。37℃ 1h后,PBST洗滌4次,加入酶標(biāo)二抗(100μL/孔);37℃作用1h后,洗滌4次。TMB顯色,2mol/L H2SO4溶液終止反應(yīng),測定吸光度,每個濃度測定4次,取平均值。計算各質(zhì)量濃度的結(jié)合率,并作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

        1.2.5 交叉反應(yīng)率的測定

        用30%甲醇PBS溶解不同濃度的蘇丹紅Ⅰ、蘇丹紅Ⅱ、蘇丹紅Ⅲ、和蘇丹紅Ⅳ標(biāo)品,取50μL進行競爭ELISA測定,計算交叉反應(yīng)率。

        1.2.6 加標(biāo)回收率測定

        紅辣椒經(jīng)攪碎機攪碎成辣椒粉末,稱取辣椒粉1g(精確到0.01g),向其中加入10mL含不同質(zhì)量濃度蘇丹紅Ⅰ的體積分?jǐn)?shù)70%甲醇溶液,使蘇丹紅Ⅰ在樣品中的含量分別為4000、2000、1000、500、200、80ng/g,充分振蕩5min,4000r/min離心5min,取上清液再用蒸餾水稀釋2倍進行ELISA測定,計算加標(biāo)回收率。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物的鑒定

        紅外光譜及1HNMR光譜圖對比分析,判斷合成了蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物1-(4-羧基苯基)偶氮-2-萘酚[9]。

        2.2 基于蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物的蘇丹紅Ⅰ人工抗原的合成

        人工抗原的紫外掃描圖(圖2)顯示,蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物與載體蛋白BSA、KLH偶聯(lián)產(chǎn)物的紫外掃描圖譜是蘇丹紅I結(jié)構(gòu)類似物紫外掃描圖譜與載體蛋白紫外掃描圖譜的疊加,表明偶聯(lián)反應(yīng)成功。人工抗原A、B與載體分子的物質(zhì)的量比分別為232:1、13:1。

        圖2 蘇丹紅Ⅰ結(jié)構(gòu)類似物、人工抗原和BSA的紫外掃描圖Fig.2 UV spectra of SudanⅠanalog, artificial antigen and BSA

        人工抗原免疫原性鑒定結(jié)果表明:以蘇丹紅Ⅰ人工抗原B為檢測抗原,間接ELISA測定免疫蘇丹紅Ⅰ人工抗原A后的小鼠血清抗體效價為1:32000,間接競爭ELISA實驗的結(jié)果顯示,蘇丹紅Ⅰ人工抗原有效刺激機體產(chǎn)生了針對蘇丹紅Ⅰ的特異性免疫反應(yīng),抗體結(jié)合率與蘇丹紅Ⅰ濃度呈線性關(guān)系, 因此,該人工抗原可用于制備抗蘇丹紅Ⅰ的單克隆抗體。

        2.3 單克隆抗體的制備

        圖3 蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體亞型測定結(jié)果Fig.3 Subtypes of SudanⅠmonoclonal antibody

        經(jīng)細(xì)胞融合,篩選到一株分泌抗蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞株(6B10),經(jīng)3次亞克隆后,全部克隆為陽克隆。將上述細(xì)胞株連續(xù)培養(yǎng)及凍存后復(fù)蘇,其分泌的抗體效價穩(wěn)定不變。單克隆抗體經(jīng)測定屬IgG2a型,結(jié)果見圖3。

        2.4 間接競爭ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線

        經(jīng)棋盤滴定確定的最佳ELISA分析條件為:包被抗原質(zhì)量濃度為2μg/mL,抗體工作濃度為1:32000,酶標(biāo)二抗工作濃度為1:1000。根據(jù)20份空白樣品測定均值加2倍標(biāo)準(zhǔn)差計算,間接競爭ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線的檢測下限為0.1ng/mL,線性范圍0.5~50ng/mL,50%抑制濃度(IC50)為 6ng/mL(圖 4)。

        圖4 間接競爭ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4 Standard curve of indirect competitive ELISA

        2.5 交叉反應(yīng)率的測定

        表1 單克隆抗體的交叉反應(yīng)率Table 1 Cross reactivity of monoclonal antibody against SudanⅠ

        由表1可見,篩選出的抗蘇丹紅Ⅰ單克隆抗體與蘇丹紅Ⅰ的交叉反應(yīng)率為100%,與蘇丹紅Ⅲ的交叉反應(yīng)率為97%,可用于同時檢測蘇丹紅Ⅰ和蘇丹紅Ⅲ。

        2.6 加標(biāo)回收率檢測結(jié)果

        將添加有不同量蘇丹紅Ⅰ標(biāo)準(zhǔn)品的辣椒粉樣品經(jīng)體積分?jǐn)?shù)為70%甲醇溶液提取,用建立的競爭間接ELISA方法檢測蘇丹紅Ⅰ含量,測得辣椒粉樣品中蘇丹紅Ⅰ的回收率為52.3%~110%,變異系數(shù)為3.2%~8.9%,結(jié)果見表2。

        表2 蘇丹紅Ⅰ加標(biāo)回收率Table 2 Recovery rate of SudanⅠin spiked samples

        3 討論與結(jié)論

        由于蘇丹紅的分子質(zhì)量小,結(jié)構(gòu)簡單,只有反應(yīng)原性而無免疫原性,必須將其與大分子載體偶聯(lián)后制成人工抗原才能激發(fā)有效的免疫反應(yīng)。選擇與載體分子偶聯(lián)的化學(xué)基團至關(guān)重要,由于免疫細(xì)胞對載體遠(yuǎn)端的結(jié)構(gòu)識別最強,對與載體連接的部位的反應(yīng)不敏感,因此,選擇的偶聯(lián)基團應(yīng)盡量遠(yuǎn)離半抗原的特征部分如苯環(huán)、雜環(huán)、氨基、羥基、羧基和雜原子等,這樣有利于制備高選擇性、高親和力的抗體[10-11]。由于蘇丹紅Ⅰ分子上只具備一個可供直接與載體偶聯(lián)的羥基基團,常規(guī)的人工抗原制備方法和免疫程序很難誘發(fā)機體產(chǎn)生針對蘇丹紅的免疫反應(yīng)。

        本實驗在前期工作的基礎(chǔ)上,采用化學(xué)方法合成蘇丹紅Ⅰ的結(jié)構(gòu)類似物1-(4-羧基苯基)偶氮-2-萘酚,并在此基礎(chǔ)上制備人工抗原,經(jīng)免疫BALB/c小鼠后,刺激機體產(chǎn)生了針對蘇丹紅Ⅰ的特異性免疫應(yīng)答反應(yīng),通過雜交瘤細(xì)胞技術(shù),成功篩選到抗蘇丹紅Ⅰ的單克隆抗體,該抗體具有較高的靈敏度和特異性,旨在為進一步建立蘇丹紅Ⅰ免疫學(xué)檢測方法并研制快速檢測試劑盒研究提供理論基礎(chǔ)。

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        Monoclonal Antibodies against Sudan I:Preparation of and Application in Indirect Competitive ELISA Detection

        QIU Xue-mei,LIU Ren-rong*,XU Ling,MENG Wei,TU Shun,XIE Shao-xia
        (College of Life Science, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330013, China)

        Q813.2 ;TS207.3

        A

        1002-6630(2010)18-0258-04

        2010-04-26

        江西省科技廳科技項目(GJJ10595);江西科技師范學(xué)院博士科研啟動基金項目

        裘雪梅(1981—),女,講師,碩士,研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail:qiuxuemei2165@126.com

        *通信作者:劉仁榮(1969—),男,教授,博士,研究方向為食品安全檢測。E-mail:lilirenrong@hotmail.com

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