关键词:
基因工程抗体
呕吐毒素
玉米赤霉烯酮
免疫层析
双特异性抗体
摘要:
玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZEN)和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是粮食中常见的真菌毒素,对生物体具有生殖毒性和遗传毒性等,因而建立快速检测方法限制受真菌毒素污染的粮食流入市场十分必要。基因工程抗体作为三代抗体,能够克服传统抗体制备的限制,实现高效制备,有效定向改造进化,可广泛地应用于免疫快速检测中。大肠杆菌BL21、毕赤酵母GS115、哺乳动物细胞Expi293F作为成熟的重组蛋白表达体系,广泛应用于基因工程抗体的制备中。本文以3种表达系统制备了ZEN和DON的单特异性和双特异性抗体。基于单特异性抗体构建胶体金免疫层析方法并应用于粮食谷物检测,基于ZEN和DON双特异性抗体构建同步免疫检测试剂盒,实现ZEN和DON的同时定量检测。本文的主要研究内容如下:(1)大肠杆菌BL21、毕赤酵母GS115表达系统的评价。从NCBI库获取DON和ZEN抗体可变区的基因序列(NCBI登录号:AAC53026.1,AAC53027.1;Y151141,AY151140.1),将重链可变区和轻链可变区用(GlySer)连接构建单链抗体(single chain antibody,sc Fv),并分别于大肠杆菌BL21和毕赤酵母GS115中表达。结果表明,大肠杆菌BL21和毕赤酵母GS115表达的ZEN单链抗体(ZEN-sc Fv)均有活性,而DON的单链抗体(DON-sc Fv)对抗原均无识别活性。基于大肠杆菌BL21表达产物建立的酶联免疫吸附检测方法(Enzyme-Linked immunosorbent assays,ELISA)标准抑制曲线方程为Y=-0.009752X+1.275(R=0.9735),IC为79.47 ng/m L;基于毕赤酵母GS115的表达产物的ELISA标准抑制曲线方程为Y=-0.01045X+1.218,R=0.9585,IC为68.71 ng/m L。(2)基于Expi293F哺乳动物细胞表达的ZEN和DON sc Fv、全长抗体(Immunoglobulin G,Ig G)以及双特异性单链抗体的评价研究。基于载体p CMV和p TT5,Expi293F细胞瞬时表达获得了ZEN和DON的sc Fv、Ig G、双特异性单链抗体,且基于p CMV载体表达产量更高。基于ZEN-sc Fv和ZEN-Ig G构建ELISA方法检测灵敏度分别为6.46 ng/m L和6.27 ng/m L;基于DON-Ig G和DON-sc Fv构建的ELISA方法灵敏度分别为140.35 ng/m L和69.01 ng/m L。双特异性单链抗体Bis-sc Fv对ZEN和DON具有结合活性,基于其构建的ELISA方法对ZEN和DON灵敏度分别为20.64 ng/m L和132.29 ng/m L,且具有较强的特异性。(3)基于基因工程抗体构建免疫检测方法。基于ZEN-Ig G,构建了检测谷物中ZEN的胶体金免疫层析方法,其视觉检测限为60 ng/m L,经HPLC方法学验证,该方法就有良好的准确性;基于双特性单链抗体建立双联酶联免疫检测方法,其ZEN和DON的定量范围分别为1 ng/m L~100 ng/m L和10 ng/m L~500 ng/m L,线性方程分别为Y=-0.4028Lg X+0.9614(R=0.9467,IC为13.98 ng/m L)和Y=-0.5275Lg X+1.585(R=0.9681,IC为113.99 ng/m L),该方法对玉米粉中的ZEN和DON的加标回收率为86.02%~108.14%,相对偏差小于15%。综上,基于大肠杆菌BL21、毕赤酵母GS115和哺乳动物细胞Expi293F三种宿主生物成功表达了ZEN和DON的单特异性抗体以及双特异性抗体,并基于哺乳动物细胞Expi293F表达抗体构建快检方法并实现应用,为高效的抗体制备和应用研究奠定了基础。