超顺磁性功能颗粒、磁化红细胞及其临床应用

文档序号:9921237阅读:1159来源:国知局
超顺磁性功能颗粒、磁化红细胞及其临床应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医学检验领域,特别涉及超顺磁性功能颗粒、磁化红细胞及其临床应 用。
【背景技术】
[0002] 红细胞血型是人类遗传多态型标志之一,自20世纪初发现ΑΒ0血型以来,已发现 500多个人类红细胞血型抗原,目前已确认200多个。其中,与临床最为密切的血型系统包括 AB0、Rh、MNS等29个系统。临床血型血清学检测主要有:血型检测、抗体筛检和鉴定、交叉配 血。目前,血型血清学检测所使用的红细胞均为新鲜红细胞,在检测过程中需要将红细胞与 样本反应,离心后才能观察结果,然而离心时间较长,并且红细胞离心后容易贴试管壁,不 利于观察结果。
[0003] 趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)是一类能沿磁力线方向排列或作定向 运动、在细胞内合成由生物膜包围的细菌磁颗粒的革兰氏阴性细菌,其在自然界普遍分布, 但是由于其对生长条件、营养要求非常苛刻,使得其纯培养和特性的研究相当困难。在80年 代和90年代初期对趋磁细菌的研究一度处于低迷状态。近年来,随着分子生物学技术等的 迅速发展,对趋磁细菌的形态学、生物学特性、培养条件等的研究也迅速发展起来。
[0004] 趋磁细菌是从环境中吸收大量的铁,形成一种特殊的细胞器,即细菌磁颗粒,其内 部含有一个单磁畴的四氧化三铁(Fe30 4)或四硫化三铁(Fe3S4)的晶体,其外部有脂类和蛋 白组成的单位膜包被。不同的菌株可以合成不同形状的细菌磁颗粒,具有种专一性。细菌磁 颗粒主要有平截八面体、棱柱状、子弹状、箭头状、齿状等,直径30~120nm。在细胞内,细菌 磁颗粒通常高度有序地排列成一条或几条链,形成一个或多个"小磁针",从而使菌体可以 感知外界磁场;细菌磁颗粒的形成过程属于生物矿化(biomineralization),其整个过程多 在50nm左右的泡囊内进行,受到严格的生物调控,条件温和,产物为单磁畴晶体,粒径均一、 晶形稳定,在同类材料中磁性最强,是名副其实的"纳米工厂(Nanofactory)"。同时,细菌磁 颗粒有单位膜包被,与裸露的磁性材料相比,其具有超顺磁性,易于分散,目前尚无法人工 模拟。此外,细菌磁颗粒大小均匀、表面积大,并且外有生物膜包被,颗粒间不容易聚集,具 有良好的分散性和生物相容性。
[0005] 细菌磁颗粒是一种天然磁性纳米生物材料,由于其优良的性能而在许多领域具有 巨大的潜在应用价值,例如CN102419370公开的用抗Bt杀虫蛋白多克隆抗体包被的细菌磁 颗粒可用于检测小鼠组织内Bt杀虫蛋白;CN101077418公开的载阿霉素细菌纳米细菌磁颗 粒可用于抑制癌细胞的增殖等;但是现有技术还没有公开利用细菌磁颗粒与抗红细胞糖蛋 白GPA单克隆抗体偶联并用于血型抗体检测的相关报道。

【发明内容】

[0006] 为了解决上述技术问题,本发明提供一种细菌磁颗粒及其磁化红细胞,其可用于 检测血型抗体,检测方法简便、高效,结果准确、可靠。
[0007] 本发明具体技术方案如下:
[0008] 本发明一方面提供一种超顺磁性功能颗粒,其中该颗粒是由表面基团通过偶联剂 活化后的细菌磁颗粒和抗红细胞糖蛋白GPA单克隆抗体孵育而成。
[0009] 进一步的改进,该偶联剂选自质量比为1:1-1.2的EDC和NHS的混合物。其中EDC为 1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺,NHS为N-羟基硫代琥珀酰亚胺,通过采用EDC和 NHS的混合物作为偶联剂可以显著提高细菌磁颗粒偶联抗红细胞蛋白GPA单克隆抗体的量。
[0010] 进一步的改进,为了进一步提高细菌磁颗粒的活化效果,上述偶联剂中还加入了 质量比为1:2.5的琼脂和无水硫酸钙的混合物。
[0011] 进一步的改进,所述孵育中还加入重量份数比为2: 5.5-7.2的壳聚糖和海藻酸钠 的混合物作为孵育剂。通过加入壳聚糖和海藻酸钠的混合物作为孵育剂,可以显著提高细 菌磁颗粒对抗红细胞蛋白GPA单克隆抗体的负载量。
[0012] 本发明另一方面,还提供一种磁化红细胞,该红细胞是由超顺磁性功能颗粒与红 细胞孵育而成;本发明提供的超顺磁性功能颗粒可与红细胞共同孵育并使其快速磁化,然 后进行样本检测,检测过程中,磁力分离取代离心力分离,可为临床提供一种快速、简便的 血型抗体检测试验方法。
[0013] 本发明另一方面提供的超顺磁性功能颗粒和磁化红细胞在临床ΑΒ0血型抗体检 测、血型不规则抗体检测筛查、交叉配血或吸收放散实验等中的应用。
[0014] 进一步的改进,超顺磁性功能颗粒与红细胞孵育过程还加入了重量份数比为2: 5.5-7.2的壳聚糖和海藻酸钠的混合物作为孵育剂。
[0015] 本发明另一方面还提供一种细菌磁颗粒的制备方法,该制备方法包括如下步骤: [0016] a.活化:加入偶联剂对细菌磁颗粒进行活化,制得活化后的细菌磁颗粒;
[0017] b.孵育:将活化后的细菌磁颗粒与抗红细胞糖蛋白GPA单克隆抗体,室温孵育;
[0018] c.分离:磁铁吸附,洗涤,即得超顺磁性功能颗粒。
[0019] 优选地,所述细菌磁颗粒先经过处理步骤再进行活化;
[0020] 优选地,所述细菌磁颗粒的处理步骤具体方法如下:
[0021 ] (1)取细菌磁颗粒,加入处理剂搅拌条件下反应,反应完成后将产物洗涤至中性; 所述处理剂为体积比是40-60:1-3:0.3-1的无水乙醇、氨水和正硅酸乙酯的混合液;
[0022] (2)将步骤(1)反应后得到的细菌磁颗粒配成浓度为0.1 %~0.3%的溶液,调节溶 液pH值至3.0-5.0,向上述溶液中加入浓度为5-15%的3-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中, 搅拌条件下反应,反应完成后将产物洗涤至中性,制得经过处理的细菌磁颗粒;
[0023] 优选地,所述活化步骤具体方法如下:
[0024] (a)取经过处理的细菌磁颗粒,加入偶联剂,搅拌反应,过滤,制得活化后的细菌磁 颗粒,所述偶联剂为质量比为1:1-1.2的EDC和NHS的混合物;
[0025] 优选地,孵育的条件为:140-160rpm涡旋振荡,室温,反应过夜;
[0026] 优选地,步骤b的孵育过程还加入孵育剂,所述孵育剂为重量份数比为2: 5.5-7.2 的壳聚糖和海藻酸钠的混合物。
[0027] 本发明另一方面还提供了 一种细菌磁颗粒的制备方法,其包括如下步骤:
[0028] 1)将趋磁细菌MSR-1菌株进行扩大培养;
[0029] 2)离心并收集趋磁细菌MSR-1菌株,用Tris-HCl缓冲液悬浮,得悬浮液;
[0030] 3)超声波破碎悬浮液中的细胞;
[0031] 4)磁铁吸附破碎后的细胞,静置过夜,弃去上清,用磷酸盐缓冲液重新悬浮吸附到 的沉淀,超声波清洗,磁铁再次吸附,弃上清,将吸附到的沉淀用磷酸盐缓冲液悬浮,洗涤3 次,即得细菌磁颗粒。
[0032]优选地,细菌磁颗粒制备过程中,
[0033] 离心条件为:转速8000-10000rpm,离心时间5-lOmin;
[0034] 超声波破碎条件为:超声功率250-350w,超声时间2-7s,间隔时间2-7s,超声次数 80-100次,重复3次;
[0035] 超声波清洗条件为:超声功率70-90w,超声时间2-7s,间隔时间2-7s,超声次数40-60次。
[0036]本发明另一方面还提供了抗红细胞糖蛋白GPA单克隆抗体的制备方法,该方法包 括如下步骤:
[0037] I用红细胞糖蛋白GPA免疫小鼠;
[0038] Π 取免疫后的小鼠,通过融合剂与杂交瘤细胞进行融合,将融合后的细胞悬浮于 选择培养基中,进行培养;
[0039] ΙΠ 抗红细胞糖蛋白GPA单克隆抗体筛选;
[0040] IV抗红细胞糖蛋白GPA单克隆抗体的制备及纯化。
[0041 ] 进一步的改进,融合剂为质量比为5.6:1.2的聚乙二醇4000和聚乙二醇1500的混 合物;选择培养基由DMEM培养液和悬浮溶质组成,所述悬浮溶质及其在DMEM培养液中的浓 度为15_25μg/ml牛血清、15-2Ong/ml0-胡萝卜素、l_3ng/ml丙酮酸钠、5-10ng/ml维生素E、5_ 10ng/ml多聚谷氨酸、2_5μg/ml壳聚糖和25-30ng/ml碱性成纤维细胞。
[0042]本发明另一方面还提供了趋磁细菌MSR-1菌株扩大培养方法,其包括如下步骤: [0043] a.在培养罐内加入第一培养基,105-110°C灭菌lOmin,静置lh后,将趋磁细菌MSR-1菌株接种到培养罐中,进行第一次培养,获得第一培养液;第一次培养的条件为:起始pH值 为5.5-6,培养温度为28-30 °C,培养时间为3-5天,摇床转速为250-300转/分钟,培养过程中 通入氧气,通入氧气的方式为:间隔20min,通入50min氧气;
[0044] b.将第一培养液加入含有第二培养基的培养罐中,无氧状态进行第二次培养;第 二次培养的条件为:起始pH值为6.5-7.0,培养温度为20-25°C,培养时间为2-3天,摇床转速 为100-200转/分钟;
[0045] 优选地,
[0046] 所述第一培养基由重量份数为5-10份的谷氨酰胺、1-3份麦芽糖醇、2-5份、0.5-1 份泛酸钙、0.5-1份酪蛋白酸钠、0.2-0.5份磷酸二氢钾、0.5-1份月桂酸肌氨酸和1-2份氯化 钠组成;
[0047] 所述第二培养基由重量份数为2-3份蛋白胨、2-5份生物素、1-2份甘氨酸、0.5-1份 酒石酸钠、1-2份硝酸铵、1-2份磷酯酰丝氨酸和0.2-0.5份月桂醇硫酸酯钠的组成。
[0048] 本发明的有益效果在于细菌磁颗粒与裸露的磁性材料相比,易于分散、大小均匀、 表面积大,并且外有生物膜包被,颗粒间不容易聚集,具有良好的分散性、超顺磁性和生物 相容性。将细菌磁颗粒偶联抗红细胞蛋白GPA单克隆抗体后,可更好直接牢固结合在红细胞 上,这比普通磁颗粒非特异性吸附在红细胞表面实现磁化细胞要更可靠,更加标准可控;进 一步与红细胞进行孵化,可用于红细胞的快速磁化,为临床提供一种快速、简便的血清学检 测试验方法。
【具体实施方式】
[0049] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施 例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范 围。
[0050] 实施例1 一种超顺磁性功能颗粒
[0051] 该颗粒是由表面基团通过偶联剂活化后的细菌磁颗粒和抗红细胞糖蛋白GPA单克 隆抗体孵育而成:
[0052] 该超顺磁性功能颗粒的制备方法如下:
[0053] a.活化:加
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