李超英 姜金慶 李鳳云 楊金明 吳世秀 劉明成
摘要:采用優(yōu)化的碳化二亞胺法制備睪酮(TES)人工抗原,免疫新西蘭大白兔制備多克隆抗體,建立間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線在PBS中的線性檢測(cè)范圍為0.096~92.200 ng/mL,相關(guān)系數(shù)R2=0.972 2,半數(shù)抑制濃度(IC50)為2.800 ng/mL,最低檢測(cè)限(LOD)為0.035 ng/mL;抗體與去甲睪酮的交叉反應(yīng)率為22.3%,與其他檢測(cè)化合物的交叉反應(yīng)很小或忽略不計(jì)。羊尿20倍稀釋后進(jìn)行添加回收試驗(yàn),其添加值與檢測(cè)值的相關(guān)系數(shù)為0.985 2。因此,該免疫學(xué)方法可用于動(dòng)物尿液中睪酮?dú)埩羲降亩糠治觥?/p>
關(guān)鍵詞:睪酮;人工抗原;多克隆抗體;間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA
中圖分類號(hào):S859.79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)16-3554-03
Preparation and Its Immunoassay of Testosterone Polyclonal Antibody
LI Chao-ying1,2,JIANG Jin-qing2,LI Feng-yun2,YANG Jin-ming2,WU Shi-xiu2, LIU Ming-cheng2
(1. Centre of Laboratory Animal, Xinxiang Medical University, Xinxiang 453003, Henan,China;
2. College of Animal Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003, Henan,China)
Abstract: A standard curve of indirect competitive ELISA (icELISA) was developed for the determination of testosterone (TES) residue in urine. The artificial antigen of TES was synthesized by carbodiimide method (EDC) and then used to immune New Zealand white rabbits for the preparation of polyclonal antibody. The results showed that the linear detecting range of the standard curve in PBS was from 0.096 to 92.200 ng/mL, the correlation coefficient (R2) was 0.972 2, the limit of detection(LOD) and IC50 value was 0.035 ng/mL and 2.800 ng/mL, respectively. The cross-reactivity of the antibody to nortestosterone was 22.3% and slight or negligible to other compounds. Under 20-fold dilution in sheep urine, a correlation coefficient of 0.985 2 between concentration added and concentration determined was observed. It indicated that this assay could be incorporated into a quantitative monitoring program for the rapid screening of TES residue in urine.
Key words: testosterone; artificial antigen; polyclonal antibody; indirect competitive ELISA
類固醇激素是生物體內(nèi)產(chǎn)生的一類調(diào)節(jié)機(jī)體代謝功能的微量物質(zhì),又稱化學(xué)信息素。此類物質(zhì)有較強(qiáng)的蛋白質(zhì)同化作用,可以提高蛋白質(zhì)沉積,降低脂肪含量,從而提高飼料轉(zhuǎn)化效率[1]。睪酮是哺乳動(dòng)物體內(nèi)常見(jiàn)的具有雄激素作用的類固醇激素,它可以增加肌肉含量,提高骨骼強(qiáng)度,并在雄性生殖器官的發(fā)育中發(fā)揮重要作用,因而在臨床醫(yī)學(xué)中得到應(yīng)用。外源性睪酮也被運(yùn)動(dòng)員非法使用,以提高比賽成績(jī);養(yǎng)殖場(chǎng)使用睪酮激素后,可以提高經(jīng)濟(jì)效益。然而,長(zhǎng)期攝入睪酮類激素會(huì)導(dǎo)致消費(fèi)者內(nèi)分泌紊亂、性早熟,大大增加致癌、致畸的風(fēng)險(xiǎn)[2]。因此,自1986年以來(lái),歐盟委員會(huì)就禁止在肉食性動(dòng)物養(yǎng)殖中以促進(jìn)生長(zhǎng)為目的使用自然或人工合成的激素,以保護(hù)消費(fèi)者可能因食用激素的殘留物或其代謝物而引起的發(fā)育問(wèn)題、神經(jīng)問(wèn)題、遺傳毒性和癌癥問(wèn)題[3]。睪酮傳統(tǒng)的理化檢測(cè)方法包括液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)[1,4]和氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)[5]等方法。這些方法靈敏度高、特異性強(qiáng),但樣品前處理繁瑣,不適合大批量的市場(chǎng)監(jiān)測(cè)要求。而免疫學(xué)檢測(cè)方法建立在抗體對(duì)抗原的分子識(shí)別上,其主要優(yōu)點(diǎn)是親合力高、快速、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生物液體的小體積、大批量檢測(cè),逐漸成為世界各國(guó)有毒有害殘留物快速檢測(cè)的方法之一[6]。
本研究以睪酮標(biāo)準(zhǔn)品為起始反應(yīng)物,經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)制備人工抗原,通過(guò)免疫新西蘭大白兔獲得兔抗睪酮的血清,建立間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA檢測(cè)方法。該研究可以優(yōu)化液質(zhì)聯(lián)用和氣質(zhì)聯(lián)用等理化方法的樣品前處理過(guò)程,同時(shí)為免疫檢測(cè)試劑盒和試紙條的研制提供基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1試劑與材料
睪酮(TES)、19-去甲睪酮、勃地酮、雌二醇、群勃龍、甲睪酮、醋酸氯睪酮等標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自德國(guó)Dr公司;碳化二亞胺(EDC)、弗氏完全佐劑(FCA)、弗氏不完全佐劑(FIA)由美國(guó)Pierce公司生產(chǎn);N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)由日本株式會(huì)社生產(chǎn);琥珀酸酐、牛血清白蛋白(BSA,MW67 000)、雞卵清蛋白(OVA,MW45 000)、羊抗兔酶標(biāo)二抗(GaRIgG-HRP)、透析袋等購(gòu)自華美生物工程公司,其他試劑均為分析純。
1.2儀器與設(shè)備
MULTISKAN MK3酶標(biāo)儀和GS15R高速冷凍離心機(jī)(美國(guó)Thermo公司);DU800核酸蛋白分析儀(美國(guó)Beckman-Coulter公司);SZ-97自動(dòng)三重蒸餾水器(上海雅榮生化儀器有限公司);PHS-3TC精密酸度計(jì)(上海天達(dá)儀器有限公司)。
1.3人工抗原的合成
參照文獻(xiàn)[3],采用優(yōu)化的EDC兩步法合成TES人工抗原(圖1)。準(zhǔn)確稱?。裕牛?88 mg溶于6 mL無(wú)水吡啶,然后加入150 mg的琥珀酸酐,50 ℃避光攪拌反應(yīng)24 h。氮吹儀吹干吡啶,獲得淡黃色油脂狀物,5% NaHCO3溶解后,用乙醚洗滌2次,然后用H2SO4進(jìn)行酸化。離心后棄上清液,殘余物用無(wú)水硫酸鈉干燥,并用乙醚重結(jié)晶搗碎,揮發(fā)干溶劑所得淡黃色固體物即為半抗原TES琥珀酸酯。
將38 mg TES琥珀酸酯用3 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解后,加入12 mg NHS 和 38 mg EDC,37 ℃條件下避光反應(yīng)24 h。離心后取上清液逐滴加入到5 mL含66 mg BSA(或40 mg OVA)的PBS緩沖液中,37 ℃條件下避光振蕩反應(yīng)6 h。反應(yīng)完成后先用蒸餾水透析3 d,再用PBS透析3 d,紫外掃描透析液無(wú)小分子吸收峰時(shí)分裝于安瓿瓶中,-20 ℃凍干保存。用DU800核酸蛋白分析儀掃描人工抗原,進(jìn)行紫外掃描圖譜鑒定。
1.4多克隆抗體的制備
參照文獻(xiàn)[7]和[8]的方法,制備兔抗TES多克隆抗體。首免用等體積FCA乳化免疫抗原,劑量為500 μg/只(以載體蛋白含量計(jì)算)。以后每隔4周加強(qiáng)免疫1次,改用FIA乳化,共強(qiáng)化免疫4次。5免后10 d心臟采血,室溫靜置2 h,4℃過(guò)夜后離心,收集上清,飽和硫酸銨三步鹽析法純化抗體。多克隆抗體加入疊氮鈉(V/V,0.02%)后分裝,-70 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.5免疫學(xué)檢測(cè)方法的建立
間接ELISA和間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA操作程序參考文獻(xiàn)[9]。方陣滴定法優(yōu)化檢測(cè)抗原(TES-OVA)濃度和多抗(TES pAb)稀釋倍數(shù),以B/B0值(B是標(biāo)準(zhǔn)品不同稀釋度時(shí)A450nm值,B0是不加標(biāo)準(zhǔn)品時(shí)A450nm值)為縱坐標(biāo),以標(biāo)準(zhǔn)品不同稀釋度的對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo),擬合建立間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線,進(jìn)行相關(guān)分析。靈敏度用IC50值表示,代表標(biāo)準(zhǔn)品與檢測(cè)抗原偶聯(lián)時(shí)的半數(shù)抑制濃度;線性范圍表示最大信號(hào)值20%~80%的抑制率(IC20-IC80);最低檢測(cè)限(LOD)以IC15值計(jì)算[10]??贵w特異性以交叉反應(yīng)率(CR)表示[3],計(jì)算公式是:CR=■×100%,CR越低,抗體特異性越強(qiáng)。
1.6添加回收試驗(yàn)
將20 mL羊尿充分搖勻,3 000 r/min離心10 min后取上清液,然后用PBS稀釋10倍后直接檢測(cè)。用甲醇配制TES標(biāo)準(zhǔn)品母液,再用PBS稀釋成不同的加標(biāo)濃度檢測(cè)液,比較添加值和ELISA檢測(cè)值之間的相關(guān)關(guān)系(相關(guān)系數(shù)),驗(yàn)證免疫學(xué)檢測(cè)方法的有效性。
2結(jié)果與分析
2.1人工抗原紫外特征
在220~400 nm紫外光區(qū)分別對(duì)TES、BSA和TES-BSA進(jìn)行紫外掃描,結(jié)果如圖2所示。TES的最大吸收峰在248 nm,BSA的最大吸收峰在279 nm,而TES-BSA人工抗原的特征吸收峰發(fā)生了明顯的偏移,其紫外光譜具有明顯的TES和BSA疊加的特性,證明偶聯(lián)成功。
2.2間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線
依據(jù)檢測(cè)抗原和多克隆抗體用量少的原則,選擇A450 nm值為1.5~2.0左右時(shí),檢測(cè)抗原和TES pAb的最大稀釋倍數(shù)為理想工作濃度(數(shù)據(jù)未顯示),因此確定本試驗(yàn)體系TES-OVA最佳包被質(zhì)量濃度為2 μg/mL,抗TES pAb的最佳工作的稀釋度為1∶104。優(yōu)化的間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖3所示,該曲線的回歸方程式為y=-9.817 0 lnx+48.236 0(R2=0.972 2),IC50為2.8 ng/mL,表明TES pAb具有較高的靈敏度。根據(jù)公式計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)曲線在PBS中的線性檢測(cè)范圍為0.096~92.200 ng/mL,最低檢測(cè)限為0.035 ng/mL。
2.3抗體特異性
特異性是免疫測(cè)定方法中的固有現(xiàn)象,通過(guò)測(cè)定各種物質(zhì)的IC50值,然后計(jì)算其交叉反應(yīng)率(CR)。因此,在間接競(jìng)爭(zhēng)ELISA檢測(cè)過(guò)程中,用蛋白同化激素結(jié)構(gòu)類似物代替TES標(biāo)準(zhǔn)品溶液,測(cè)定不同競(jìng)爭(zhēng)物的IC50值,計(jì)算交叉反應(yīng)率,結(jié)果見(jiàn)表1。從結(jié)果來(lái)看,去甲睪酮(22.3%)與TES有較大的交叉反應(yīng),這說(shuō)明TES甾環(huán)結(jié)構(gòu)上A和B環(huán)對(duì)其性質(zhì)影響較大。而其他競(jìng)爭(zhēng)物的交叉反應(yīng)率很小或沒(méi)有,說(shuō)明其競(jìng)爭(zhēng)物的三維結(jié)構(gòu)差異較大。結(jié)果表明,該免疫學(xué)方法可用于TES殘留水平的檢測(cè)。
2.4添加回收試驗(yàn)
將羊尿稀釋20倍后添加不同濃度的TES標(biāo)準(zhǔn)品溶液,比較添加濃度和檢測(cè)值之間的相關(guān)系數(shù),其結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知,數(shù)據(jù)點(diǎn)分布于趨勢(shì)線的兩側(cè),檢測(cè)回歸方程式為y=0.918 6 x+1.456 9(R2=0.985 2)。這表明本研究建立的ELISA檢測(cè)值具有較高的符合性,可用于動(dòng)物源樣品中TES含量分析的大量篩選。
3結(jié)論
人工抗原能否刺激動(dòng)物產(chǎn)生針對(duì)半抗原的特異性抗體,是判斷人工抗原合成成敗的關(guān)鍵。本試驗(yàn)利用合成的免疫原(TES-BSA)對(duì)新西蘭大白兔進(jìn)行免疫,并對(duì)抗體進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,合成的人工抗原能有效刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答,獲得了較高效價(jià)的多克隆抗體,抗體的特異性好、親和力強(qiáng),可滿足動(dòng)物性食品中TES的安全評(píng)價(jià)需要??梗裕牛佣嗫寺】贵w的制備為建立體液中TES殘留檢測(cè)的ELISA方法及開(kāi)發(fā)TES快速檢測(cè)試劑盒奠定了基礎(chǔ)。
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