亚微米级免疫磁球及其在细菌分离中的应用
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粒 子的 乙醇溶液分 批加人 到反应 体 系中 , 后 停止 反应 , 乙醇反复 离心清 洗磁性微 球 3次 , 9h 用 最后将
微球置 于去离 子水 中保 存 , 取适 量样 品进行 T M 表征 . E
13 免疫磁球 的制 备 .
利用 在碱性 条件下 FT IC的碳 酰胺键 可与抗 体赖氨 酸 的 氨基 共价 结合 的 特点 , 备标 记有 FT 制 IC 的羊抗兔 IG抗 体 .利用激 光 动态 光 散 射 扫描 仪 对 自制 的磁 性 微 球进 行 粒 径 和 表 面 电位 的 表征 .取 g 20I 磁性微 球 与 5 g标记 有 FT 0 g x 0 IC的羊抗兔 IG抗 体分散 在 1m P S溶液 中, 常温混合 振荡 g L1× B 于
品.首先 , 各取 2 0 I 免疫 磁球 1和 D nb a s 品分别 加入 至 1m 0 g x y a ed 产 L浓 度 为 l 0和 1 f/ L的沙 门 0 cu m
氏菌溶液 中 ,常温混合 3 i,磁分 离后 用微 生物平 板计数 法对 4个 不 同样 品的上 清液 和磁 分 离液进 0mn 行菌 落计数 ,同时对原始 的沙 门 氏菌 液对 照样 品计 数 .参 考 Dnbas 明 书提 供 的磁 分 离条 件 ,降 yaed 说 低免疫 磁球 的浓度 , 各取 5 g的免疫磁 球 1和 D nbas 品分别 加入 至 1m 0 yaed 产 L浓 度为 1 0和 1 f 0e/ u m L的沙 门氏菌溶液 中 , 温混合 3 i, 常 0mn 磁分 离后用 微生 物平板 计数法对 4个不 同样品 的上 清液进 行 菌落计数 ,同时对 原始 的沙 门氏菌 液对 照样 品计 数并计 算 出磁分离 效率.
光光谱 和酶联免疫( LS 等方法研究了抗体在磁性微球表面的吸附行为.在 沙门氏菌磁分离实验中 , E IA) 通过 调节投料抗体的浓度 , 研究 了免疫磁球表面抗体浓度和 磁分离效率 的相关性 ,与微米级 商品化免疫磁球 相 比, 亚微米级 的免疫磁球表现出了更高的磁分离效率 . 关键词 亚微米 ; 免疫磁球 ; 沙门 氏菌 ; 磁分离效率
牛 牧 杜 美红 , ,邓 奕 ,高明远
( .中 国科 学 院化 学 研究 所 , 京 10 9 ; .北 京 市 理 化 分 析测 试 中心 , 京 10 8 ) 1 北 0 10 2 北 00 9
摘要
以亚微米级的单分散磁性微球为基础 , 制备 了表面包覆沙 门氏菌抗体的免疫磁球.利用表 面电位 、 荧
取 20i 磁性 微球 , 0 g , z 用无菌 去离子水 清洗 3次 , 散在 1m P S溶液 中 , 分 L1× B 分别 加入 5 , 0 5 0 l, 和 05I . g沙 门氏菌多克 隆 IG抗体 , x g 常温 振荡混 合 2h 磁分 离 , 洗.将制 备的磁 性微球用 质量 分数 , 清 为 1 的 B A溶液封 闭得到 免疫磁性 微球 , 次记 为免疫磁 球 1~ .然后 , E IA法标 定免 疫磁 球 % S 依 4 用 LS 表面的抗体含量. 将得到的表面具有不同抗体量的免疫磁性微球与浓度为 1 f m 0 c / L的沙门氏菌液混 u 合, 常温 轻微振 荡 3 i , 0rn后 磁分离 .最后 , a 用微 生物 平板计数 法对 4个样 品的上清 液进行 菌落计数 , 同时对原始 的沙 门氏菌液对 照样 品计数 并计算 出磁分 离效 率. 为 了考 察免疫 磁球粒 径对磁 分离效 率 的影 响 ,选 择粒径 更 大 的商 品化产 品 D nbas yaed 作为 对 照样
均为去 离子水 .
Moe60型酶标仪 ( I -A dl 8 BOR D公 司 , 国 ) C r cis 美 ; a E l e型荧 光 分 光光 度 计 ( A IN公 司 ,美 y p V RA
国 ) J M一 0 X I透射 电子显微 镜 ( ;E 1 C 0 I 日本 ) .
2h后 ,进行 磁分 离 ,得 到上 清液 1 然 后再 将制 得 的免疫 磁球 分散 在 1mLP S缓 冲液 中 ,常温 振 荡 ; B 2h , A 进行 磁分 离 , 到上清 液 2 重 复这一 过 程 ,得 到 上清 液 3 得 ; .测 定上 清液 1~3的荧 光 光谱 .同 时, 对清洗 3次后 得到 的免疫磁 球粒 径和表 面 电位 进行表 征.用未标 记 FT IC的抗 体重 复上述 实验 , 将 得到 的上清液 用酶联 免疫 ( LS 法再 次测定 各个上 清液 中的抗体 浓度 . E IA)
04 68 文献标识码 A 文章编号 05 -7 0 2 1 )2 32 5 2 1 9 (0 1 0 - 2 - 0 0 0 中 图分 类号
免 疫磁性 微球是指 表 面包 覆抗体 的磁性微 球 , 可与含 有相 应抗 原 的靶 物质 特异 性地 结合 .通 过在 磁性复 合微球 表面偶联 或者 吸附上特定 抗体 , 形成 免疫磁性 微球 _ .2 l 0世纪 8 代 , gl a _ j 0年 Uet s d等 2 J 利用 “ 活溶胀 ” 激 法成功制 备 了单 分 散 的磁性 微 球 ,并 在磁 性 微球 表 面 连接 上 抗 体制 备 出免 疫 磁性 微 球, 在细胞 分离领域 取得 了 良好 的分 离效果 .随着 以此 技 术为 基础 制 备 的商 品化 产 品 D nbas yaed 种类 的不断 丰富 ,近年来 免疫磁 性微球在 核酸分 析 、蛋 白质分 离 和纯化 以及 靶 向药 物载体 等 领域都 得 到 了
收稿 1期 : 0 01 -1 3 2 1—1 . 0
基金项 目: 国家卫生部重大专项 ( 批准号 : 0 8 X 00 -1 ) 中国科学院知识创新工程 ( 20 Z 10 104 和 批准号 : J X w— 5 资助 K C 2Y M1 ) 联系人简介 :高明远 ,男,博士,研究员 ,博士生导师 ,主要从事无 机纳米材料的制备及其生物应用研究.
不足 以抵 消重力作 用 的影 响 ,因而在 体系 中容易沉淀 ,不利 于免疫 识 别 和捕 获过 程 , 是 能够 快速 磁 但
分 离的优 势使得微米 级免疫 磁球得 到 了广 泛应用 ¨ .针对 目前微 米级免疫 磁球存 在 的问题 , 如果 能够
将免 疫磁球 的粒径减 小到亚微 米级 , 不仅 有助 于提高其胶 体稳 定性 ,而且 随着 其 比表 面积 的增 大有利 于提 高反应 活性.但是 , 磁分离 过程是 外加磁 场克服 微球 之 间相互 斥力 的过程 , 体 稳定 性 的提 高 意 胶 味着 微球之 问的相互 排斥力增 强 , 在一定程 度上会 降低 微球 的磁 响应性 .为 了解决 这 一 问题 , 课题 本 组通 过前期 的研究工 作 , 功地制 备 了具 有 良好胶 体稳定 性与磁 响应性 的亚微 米级磁性 微球 , 在 成 并
1 2 磁性 微球 的制备 .
参考文 献 [7 方 法 , 18m 1] 将 . L苯 乙烯单体 、 0m 5 、 0 gP P 2 L乙醇和 3m 9 gV 0 30m V 、 5m L去离 子 水加 入到 5 L三颈瓶 中 , 7 0m 在 0℃条 件下进行 聚合 反应 , 反应 开始 2h后 , P P包覆 的 F 将 V eO 纳米
E ma l g o @ i c s a c — i: a my c a . c. n
N . o2
牛
牧 等 :亚微 米 级 免 疫磁 球及 其在 细 菌分 离 中的 应 用
33 2
鼠I g G抗体 ( 北京博奥森生物技术有限公司) 沙门氏菌多克隆 IG抗体 ( m / L 美 国 K L公司) ; g 1 gm , P ; 沙 门氏标准菌株 ( am nl p , S l oe as . 菌株 编号 : . 5 2 l 1 15 ,中国科 学 院微 生物 研 究所 ) ;实验 过 程 中所用 水
电荷 , 而所制备 的磁性 微球表 面带有 较强 的正 电荷 ,因此 ,某些 IG可 以通过 静 电作 用 吸附 在微球 表 g
将制备得 到 的免疫磁球 用质 量分数 为 1 的 B A溶液 封闭 1h , R 20标 记 的羊抗 鼠 IG抗 % S 后 与 B0 g 体混 合 05h 磁分 离后 比较 上清 液 中的 R 20标 记 的羊 抗 鼠 IG的荧光 变化. . , B0 g
14 免疫磁 球的细菌 分离 实验 .
广泛应用 .此外 , 免疫 磁球在食 品卫生 检测领域 也得 到 了应用 ¨ , , 利用 免疫磁 性分 离技 术不 仅 ” 大大缩短 了检测 时间 , 有助 于提高 检测 的灵 敏度 ’ . 更 目前 , 品化的免疫 磁性微 球粒径 通常都是 微米 级 ,从理 论上 讲 , 米 级免 疫磁 球 之 间的 排斥 力 商 微
5m , nioe 司 ) L Ivrgn公 t ;牛血清 白蛋 白( S Sg — l c 司) 异 硫氰 酸荧 光素 ( IC, 3 5 —0 B A, i Ad h公 ma r i ; FT F 6 110
m , i aAd c 司 ) g S m —lrh公 g i ;四乙基 罗丹 明( B 0 , 89410m , i aAdi R 20 232 —0 g Sg .lrh公 司 ) m c ;羊抗 兔 和羊抗
V0. 2 13
高 等 学 校 化 学 学 报
C MI AL J HE C OURNALOFCHI NES E UNI VER T E SII S
No. 2
3 2~3 6 2 2
21 0 1年 2月
亚 微 米 级 免 疫 磁 球 及 其 在 细 菌 分 离 中 的 应 用
细菌 分离 的初 步实验 中取得 了 良好 的分离效果 ¨ . 本 文在前 期研究 工作基础 上 , 亚微米 级免疫磁 球 的制 备过程 进行详 细研究 , 一步完 善 了磁 对 进 分离捕 获沙 门氏菌 的相 关工作 .
1 实验 部分
1 1 试 剂与仪 .
苯 乙烯 ( 北京 化学试剂 公 司) 用前 减压蒸馏 ; 氮二异 丁基脒二 盐酸 盐 ( 5 ,纯度 9 % , i 使 偶 V0 7 Sg ma Ad c 司 ) 无 水 乙醇和聚 乙烯 基吡 咯烷酮 ( V K 0 等均 为分析 纯试剂 ; lrh公 i ; P P, 3 ) 参考 文献 [8 方法制备 1] P P包覆 F 纳 米 粒 子 ,粒 径 大 小 约 为 58n V eO . m;商 品 化磁 球 D nbas atSloea 规 格 为 yaed@ ni am nl ( . l
2 结果 与讨 论
2 1 磁 性 微 球 .
利用 透射 电镜 对磁性 微球 形 貌进 行 表 征 , 果 见 图 1 结 .可 以看 出 磁性 微 球具 有 良好 的单 分散 性 ,
粒径尺寸约为(0 ± 8 nl 与动态水合尺寸相一致 , 4 2 1 ) n, 从图 1 插图的放大照片可以看出, 磁性纳米粒 子与聚苯 乙烯 能很 好地 复合 在一 起.而微球 之 间未 发生相 互 聚集 ,制备 的磁性 微球 水溶 液 可以稳 定放 置 1 而不出现沉淀 , 05T的外加磁场条件下 , 0rn就可以将全部磁性微球分离出来. 2h 在 . 3 i a 2 2 免疫磁 性微球 . . IG类 蛋 白分 子的等 电点大 都在 5— g 8之 间 ,因此 部分 IG ̄ g' E体在 中性 条件 下 , 白质表 面带 有负 蛋
微球置 于去离 子水 中保 存 , 取适 量样 品进行 T M 表征 . E
13 免疫磁球 的制 备 .
利用 在碱性 条件下 FT IC的碳 酰胺键 可与抗 体赖氨 酸 的 氨基 共价 结合 的 特点 , 备标 记有 FT 制 IC 的羊抗兔 IG抗 体 .利用激 光 动态 光 散 射 扫描 仪 对 自制 的磁 性 微 球进 行 粒 径 和 表 面 电位 的 表征 .取 g 20I 磁性微 球 与 5 g标记 有 FT 0 g x 0 IC的羊抗兔 IG抗 体分散 在 1m P S溶液 中, 常温混合 振荡 g L1× B 于
品.首先 , 各取 2 0 I 免疫 磁球 1和 D nb a s 品分别 加入 至 1m 0 g x y a ed 产 L浓 度 为 l 0和 1 f/ L的沙 门 0 cu m
氏菌溶液 中 ,常温混合 3 i,磁分 离后 用微 生物平 板计数 法对 4个 不 同样 品的上 清液 和磁 分 离液进 0mn 行菌 落计数 ,同时对原始 的沙 门 氏菌 液对 照样 品计 数 .参 考 Dnbas 明 书提 供 的磁 分 离条 件 ,降 yaed 说 低免疫 磁球 的浓度 , 各取 5 g的免疫磁 球 1和 D nbas 品分别 加入 至 1m 0 yaed 产 L浓 度为 1 0和 1 f 0e/ u m L的沙 门氏菌溶液 中 , 温混合 3 i, 常 0mn 磁分 离后用 微生 物平板 计数法对 4个不 同样品 的上 清液进 行 菌落计数 ,同时对 原始 的沙 门氏菌 液对 照样 品计 数并计 算 出磁分离 效率.
光光谱 和酶联免疫( LS 等方法研究了抗体在磁性微球表面的吸附行为.在 沙门氏菌磁分离实验中 , E IA) 通过 调节投料抗体的浓度 , 研究 了免疫磁球表面抗体浓度和 磁分离效率 的相关性 ,与微米级 商品化免疫磁球 相 比, 亚微米级 的免疫磁球表现出了更高的磁分离效率 . 关键词 亚微米 ; 免疫磁球 ; 沙门 氏菌 ; 磁分离效率
牛 牧 杜 美红 , ,邓 奕 ,高明远
( .中 国科 学 院化 学 研究 所 , 京 10 9 ; .北 京 市 理 化 分 析测 试 中心 , 京 10 8 ) 1 北 0 10 2 北 00 9
摘要
以亚微米级的单分散磁性微球为基础 , 制备 了表面包覆沙 门氏菌抗体的免疫磁球.利用表 面电位 、 荧
取 20i 磁性 微球 , 0 g , z 用无菌 去离子水 清洗 3次 , 散在 1m P S溶液 中 , 分 L1× B 分别 加入 5 , 0 5 0 l, 和 05I . g沙 门氏菌多克 隆 IG抗体 , x g 常温 振荡混 合 2h 磁分 离 , 洗.将制 备的磁 性微球用 质量 分数 , 清 为 1 的 B A溶液封 闭得到 免疫磁性 微球 , 次记 为免疫磁 球 1~ .然后 , E IA法标 定免 疫磁 球 % S 依 4 用 LS 表面的抗体含量. 将得到的表面具有不同抗体量的免疫磁性微球与浓度为 1 f m 0 c / L的沙门氏菌液混 u 合, 常温 轻微振 荡 3 i , 0rn后 磁分离 .最后 , a 用微 生物 平板计数 法对 4个样 品的上清 液进行 菌落计数 , 同时对原始 的沙 门氏菌液对 照样 品计数 并计算 出磁分 离效 率. 为 了考 察免疫 磁球粒 径对磁 分离效 率 的影 响 ,选 择粒径 更 大 的商 品化产 品 D nbas yaed 作为 对 照样
均为去 离子水 .
Moe60型酶标仪 ( I -A dl 8 BOR D公 司 , 国 ) C r cis 美 ; a E l e型荧 光 分 光光 度 计 ( A IN公 司 ,美 y p V RA
国 ) J M一 0 X I透射 电子显微 镜 ( ;E 1 C 0 I 日本 ) .
2h后 ,进行 磁分 离 ,得 到上 清液 1 然 后再 将制 得 的免疫 磁球 分散 在 1mLP S缓 冲液 中 ,常温 振 荡 ; B 2h , A 进行 磁分 离 , 到上清 液 2 重 复这一 过 程 ,得 到 上清 液 3 得 ; .测 定上 清液 1~3的荧 光 光谱 .同 时, 对清洗 3次后 得到 的免疫磁 球粒 径和表 面 电位 进行表 征.用未标 记 FT IC的抗 体重 复上述 实验 , 将 得到 的上清液 用酶联 免疫 ( LS 法再 次测定 各个上 清液 中的抗体 浓度 . E IA)
04 68 文献标识码 A 文章编号 05 -7 0 2 1 )2 32 5 2 1 9 (0 1 0 - 2 - 0 0 0 中 图分 类号
免 疫磁性 微球是指 表 面包 覆抗体 的磁性微 球 , 可与含 有相 应抗 原 的靶 物质 特异 性地 结合 .通 过在 磁性复 合微球 表面偶联 或者 吸附上特定 抗体 , 形成 免疫磁性 微球 _ .2 l 0世纪 8 代 , gl a _ j 0年 Uet s d等 2 J 利用 “ 活溶胀 ” 激 法成功制 备 了单 分 散 的磁性 微 球 ,并 在磁 性 微球 表 面 连接 上 抗 体制 备 出免 疫 磁性 微 球, 在细胞 分离领域 取得 了 良好 的分 离效果 .随着 以此 技 术为 基础 制 备 的商 品化 产 品 D nbas yaed 种类 的不断 丰富 ,近年来 免疫磁 性微球在 核酸分 析 、蛋 白质分 离 和纯化 以及 靶 向药 物载体 等 领域都 得 到 了
收稿 1期 : 0 01 -1 3 2 1—1 . 0
基金项 目: 国家卫生部重大专项 ( 批准号 : 0 8 X 00 -1 ) 中国科学院知识创新工程 ( 20 Z 10 104 和 批准号 : J X w— 5 资助 K C 2Y M1 ) 联系人简介 :高明远 ,男,博士,研究员 ,博士生导师 ,主要从事无 机纳米材料的制备及其生物应用研究.
不足 以抵 消重力作 用 的影 响 ,因而在 体系 中容易沉淀 ,不利 于免疫 识 别 和捕 获过 程 , 是 能够 快速 磁 但
分 离的优 势使得微米 级免疫 磁球得 到 了广 泛应用 ¨ .针对 目前微 米级免疫 磁球存 在 的问题 , 如果 能够
将免 疫磁球 的粒径减 小到亚微 米级 , 不仅 有助 于提高其胶 体稳 定性 ,而且 随着 其 比表 面积 的增 大有利 于提 高反应 活性.但是 , 磁分离 过程是 外加磁 场克服 微球 之 间相互 斥力 的过程 , 体 稳定 性 的提 高 意 胶 味着 微球之 问的相互 排斥力增 强 , 在一定程 度上会 降低 微球 的磁 响应性 .为 了解决 这 一 问题 , 课题 本 组通 过前期 的研究工 作 , 功地制 备 了具 有 良好胶 体稳定 性与磁 响应性 的亚微 米级磁性 微球 , 在 成 并
1 2 磁性 微球 的制备 .
参考文 献 [7 方 法 , 18m 1] 将 . L苯 乙烯单体 、 0m 5 、 0 gP P 2 L乙醇和 3m 9 gV 0 30m V 、 5m L去离 子 水加 入到 5 L三颈瓶 中 , 7 0m 在 0℃条 件下进行 聚合 反应 , 反应 开始 2h后 , P P包覆 的 F 将 V eO 纳米
E ma l g o @ i c s a c — i: a my c a . c. n
N . o2
牛
牧 等 :亚微 米 级 免 疫磁 球及 其在 细 菌分 离 中的 应 用
33 2
鼠I g G抗体 ( 北京博奥森生物技术有限公司) 沙门氏菌多克隆 IG抗体 ( m / L 美 国 K L公司) ; g 1 gm , P ; 沙 门氏标准菌株 ( am nl p , S l oe as . 菌株 编号 : . 5 2 l 1 15 ,中国科 学 院微 生物 研 究所 ) ;实验 过 程 中所用 水
电荷 , 而所制备 的磁性 微球表 面带有 较强 的正 电荷 ,因此 ,某些 IG可 以通过 静 电作 用 吸附 在微球 表 g
将制备得 到 的免疫磁球 用质 量分数 为 1 的 B A溶液 封闭 1h , R 20标 记 的羊抗 鼠 IG抗 % S 后 与 B0 g 体混 合 05h 磁分 离后 比较 上清 液 中的 R 20标 记 的羊 抗 鼠 IG的荧光 变化. . , B0 g
14 免疫磁 球的细菌 分离 实验 .
广泛应用 .此外 , 免疫 磁球在食 品卫生 检测领域 也得 到 了应用 ¨ , , 利用 免疫磁 性分 离技 术不 仅 ” 大大缩短 了检测 时间 , 有助 于提高 检测 的灵 敏度 ’ . 更 目前 , 品化的免疫 磁性微 球粒径 通常都是 微米 级 ,从理 论上 讲 , 米 级免 疫磁 球 之 间的 排斥 力 商 微
5m , nioe 司 ) L Ivrgn公 t ;牛血清 白蛋 白( S Sg — l c 司) 异 硫氰 酸荧 光素 ( IC, 3 5 —0 B A, i Ad h公 ma r i ; FT F 6 110
m , i aAd c 司 ) g S m —lrh公 g i ;四乙基 罗丹 明( B 0 , 89410m , i aAdi R 20 232 —0 g Sg .lrh公 司 ) m c ;羊抗 兔 和羊抗
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高 等 学 校 化 学 学 报
C MI AL J HE C OURNALOFCHI NES E UNI VER T E SII S
No. 2
3 2~3 6 2 2
21 0 1年 2月
亚 微 米 级 免 疫 磁 球 及 其 在 细 菌 分 离 中 的 应 用
细菌 分离 的初 步实验 中取得 了 良好 的分离效果 ¨ . 本 文在前 期研究 工作基础 上 , 亚微米 级免疫磁 球 的制 备过程 进行详 细研究 , 一步完 善 了磁 对 进 分离捕 获沙 门氏菌 的相 关工作 .
1 实验 部分
1 1 试 剂与仪 .
苯 乙烯 ( 北京 化学试剂 公 司) 用前 减压蒸馏 ; 氮二异 丁基脒二 盐酸 盐 ( 5 ,纯度 9 % , i 使 偶 V0 7 Sg ma Ad c 司 ) 无 水 乙醇和聚 乙烯 基吡 咯烷酮 ( V K 0 等均 为分析 纯试剂 ; lrh公 i ; P P, 3 ) 参考 文献 [8 方法制备 1] P P包覆 F 纳 米 粒 子 ,粒 径 大 小 约 为 58n V eO . m;商 品 化磁 球 D nbas atSloea 规 格 为 yaed@ ni am nl ( . l
2 结果 与讨 论
2 1 磁 性 微 球 .
利用 透射 电镜 对磁性 微球 形 貌进 行 表 征 , 果 见 图 1 结 .可 以看 出 磁性 微 球具 有 良好 的单 分散 性 ,
粒径尺寸约为(0 ± 8 nl 与动态水合尺寸相一致 , 4 2 1 ) n, 从图 1 插图的放大照片可以看出, 磁性纳米粒 子与聚苯 乙烯 能很 好地 复合 在一 起.而微球 之 间未 发生相 互 聚集 ,制备 的磁性 微球 水溶 液 可以稳 定放 置 1 而不出现沉淀 , 05T的外加磁场条件下 , 0rn就可以将全部磁性微球分离出来. 2h 在 . 3 i a 2 2 免疫磁 性微球 . . IG类 蛋 白分 子的等 电点大 都在 5— g 8之 间 ,因此 部分 IG ̄ g' E体在 中性 条件 下 , 白质表 面带 有负 蛋