一种能特异性检测EV71病毒的适配体及试剂盒的制作方法

文档序号:15762710发布日期:2018-10-26 19:31阅读:372来源:国知局

本发明属于检测领域,具体涉及一种可以特异性检测ev71病毒的适配体及试剂盒。



背景技术:

肠道病毒71型(ev71)属于小rna病毒科(picornaradae)肠道病毒属(enterovirus)成员,归属于人类肠道病毒a。1974年schmidt等人首次报道从美国加利福尼亚暴发的表现为神经系统症状疾病(1969~1973年)的患者中分离到ev71,随后,世界上许多国家相继报道了ev71病毒在不同地区的流行情况,ev71病毒已在世界范围内引起多次暴发与流行,人们逐渐认识到ev71病毒是手足口病的主要病原。目前已知ev71的感染可以导致手足口病、疱疹性咽喉炎、无菌性脑膜炎等多种与神经系统相关的疾病。手足口病多发生于5岁以下儿童,表现口痛、厌食、低热、手、足、口腔等部位出现小疱疹或小溃疡,多数患儿一周左右自愈,少数患儿可引起心肌炎、肺水肿、无菌性脑膜脑炎等并发症。个别重症患儿病情发展快,导致死亡。目前缺乏有效治疗药物。而抗病毒治疗一般在发病24小时到48小时前使用才是最佳的,因此,急需一些可以快速并灵敏检测ev71病毒的方法,从而可以早发现早治疗。

核酸适配体(aptamer,又称适配体,适配子)是能高亲和性、高特异性的结合某种生物靶标的单链寡核酸分子(ssdna或ssrna)。核酸适配体是通过指数富集配体系统进化技术(systematlcevolutlonofllgandsbyexponentlalenrlchment,selex)从人工合成的dna/rna文库中筛选得到的能够高度特异性结合靶标分子的单链dna/rna。已报道核酸适配体的靶标包括金属离子、有机小分子、多肽、蛋白质、细胞甚至组织等。核酸适配体的分子识别功能与抗体类似,具有与抗体分子相当甚至更强的靶标识别能力,但与抗体相比具有很多优良的特性,如分子量小,能批量生产,不易失活,无免疫原性、容易合成与标记、快速的穿透组织、良好的代谢动力学、不同批次之间产品不会存在差异和具有很好化学稳定性,在生物检测、疾病诊断治疗等领域具有重要的应用前景。

目前ev71的检测方法包括病毒的分离培养法、逆转录聚合酶链反应、ev71中和抗体测定法、ev71-igm胶体金免疫层析法、ev71抗体酶联免疫吸附法、补体结合试验等。但这些技术均有耗时长,灵敏度不高,成本高昂等缺点。因此,急需一种灵敏度高,时间短,成本低廉的检测方法。而适配体则是解决上述问题的一种方法。中国专利号cn201110067159(一种检测手足口病病原的纳米探针芯片及其应用方法)公开了一个与ev71vp1区结合的适配体,但其也仅说明能够与ev71进行结合,并未深入研究其结合率以及灵敏性和特异性。

因此,开发一种灵敏性高,稳定性好的ev71适配体的需求是非常迫切的,并且现有技术中还并未有针对ev71vp2的适配体。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种可以特异性检测ev71病毒的适配体及试剂盒。其具有灵敏度高,制备简单,成本低廉,容易保存的优点。

本发明提供的核酸适配体,是如序列表的序列1所示的单链dna(seqidno.1);

所述核酸适配体与ev71病毒vp2蛋白具有较好的亲和能力。

还可将所述核酸适配体进行修饰或改造,得到所述核酸适配体的衍生物。

所述核酸适配体的衍生物可为如下任意一种:

a)将所述核酸适配体的骨架改造为硫代磷酸酯骨架,得到的与所述核酸适配体具有相同功能的核酸适配体的衍生物;

b)将核酸适配体改造为肽核酸,得到的与所述核酸适配体具有相同功能的核酸适配体的衍生物;

c)将所述核酸适配体连接上荧光、放射性和治疗性物质后,得到的与所述核酸适配体具有相同功能的核酸适配体的衍生物。

所述核酸适配体可用于制备检测ev71病毒的试剂盒。

本发明还保护一种辅助检测ev71病毒患者的试剂盒,包括所述核酸适配体。所述试剂盒还可包括包被有ev71病毒vp2蛋白单克隆抗体的酶标板(如96孔板)。利用本发明的核酸适配体,可以在ev71病毒感染初期,通过检测ev71病毒vp2抗原而不是抗体实现对ev71病毒的检测。为上述的抗病毒药物的治疗提供契机。

利用本发明的核酸适配体,可以捕获溶液中的ev71病毒vp2蛋白,也可以检测溶液中的ev71病毒,将有利于ev71病毒血清学诊断和血液筛查。利用本发明的核酸适配体,部分代替单克隆抗体捕获vp2蛋白进行ev71病毒检测,具有高灵敏、成本低、易制备、易保存的优点。本发明具有很高的应用价值。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。

n1-nta琼脂糖微珠购自qlagen公司。链霉亲和素修饰的96孔板(购于plerce公司)。辣根过氧化物酶(hrp)标记的链霉亲和素购自plerce公司。大肠杆菌(e.coll)dh5α菌株购自北京鼎国公司。大肠杆菌(e.coll)bl21(de3)菌株购自lnvltrogen公司。原核表达载体plml;公众可以从中国科学院化学研究所获得。

实施例1相关蛋白和相关溶液的制备

一、带组氨酸标签的ev71vp2蛋白(靶标蛋白)的制备

1.vp2蛋白的编码基因的扩增

vp2蛋白的序列是本领域已经公知的。如:genbank:kf051454.1。

以ev71病毒为模板,作为pcr扩增的模板,用引物1和引物2组成的引物对进行pcr扩增,得到pcr扩增产物。

引物1(上游引物):5’-gaattctggaagttgccggatgtg-3’;

引物2(下游引物):5,-ggatccaccacccccgtgtgacag-3’;

pcr扩增条件:95℃2min(1个循环);95℃30s,60℃30s,72℃30s(35个循环);72℃10min,4℃保存(1个循环)。

2.原核表达载体的构建

①用限制性酶ecorl和bamhl双酶切步骤1的pcr扩增产物,得到酶切产物。

②用限制性酶ecorl和bamhl双酶切原核表达载体plml,回收载体骨架。

③通过连接酶将步骤①的酶切产物和步骤②的载体骨架连接,得到连接产物。

④将连接产物转化大肠杆菌dh5α感受态细胞,用含氨苄青霉素(amp)的lb平板筛选阳性克隆,提取质粒依次进行酶切鉴定和测序鉴定。

测序结果表明,得到了重组质粒plml-vp2(骨架质粒为原核表达载体plml,在ecorl和bamhl酶切识别位点之间插入了ev71病毒vp2蛋白的编码基因与载体上的组氨酸标签的编码基因融合,表达带组氨酸标签的ev71病毒vp2蛋白)。

3.带组氨酸标签的ev71病毒vp2蛋白的原核表达鉴定

①将重组质粒plml-vp2转化大肠杆菌bl21(de3)感受态细胞,用含氨苄青霉素的lb平板筛选阳性克隆。

②挑取阳性克隆于lb液体培养基,37℃振摇过夜,加入1ptg(终浓度1mmol/l)继续培养诱导10h。

③13000rpm离心1m1n,收集菌体进行sds-page电泳和westernblot。westernblot的一抗为anti-his(购自slgma公司)。westernblot的结果表明,菌体中含有带组氨酸标签的ev71病毒vp2蛋白。

4.带组氨酸标签的ev71病毒vp2蛋白的大量表达、纯化及检测

①将重组质粒plml-vp2转化大肠杆菌bl21(de3)感受态细胞,得到重组菌。

②将步骤①得到的重组菌接种lb培养基,37℃振荡培养过夜,按1∶50的体积比转接到含50ug/ml氨苄青霉素的lb培养基中,37℃200r/h培养约2h(使od600在0.6-0.8之间),加入1ptg(终浓度1mmol/l)继续培养诱导12h。

③3500rpm离心收集菌体,在含100ug/ml溶菌酶的startbuffer(0.02m磷酸钠,0.5mnacl,ph7.4)中超声破碎(频率120w,每个循环内超声3s停3s,400个循环,在冰浴上进行),4℃、10000rpm离心10m1n,收集裂解上清。

④将裂解上清上样于n1-nta偶联的琼脂糖黏附柱(购自ge公司),用washlngbuffer(0.02m磷酸钠,0.5mnacl,0.05m咪唑,ρh7·4)洗涤去除杂蛋白,用elutlonbuffer(0.02m磷酸钠,0.5mnacl,0.5m咪唑,ph7.4)洗脱目的蛋白,得到带组氨酸标签的ev71病毒vp2蛋白(用ev71病毒vp2抗原检测试剂盒检测为阳性)。

实施例2、核酸适配体的筛选和制备以及特异性检测

一、核酸适配体的核苷酸序列

从体外人工合成的两端为固定序列、中间为35个随机序列、全长为85个碱基的ssdna文库,采用selex技术、结合诱变pcr技术,通过克隆、测序、亲和力测定等手段,筛选获得与ev71病毒vp2蛋白特异结合的单克隆核酸适配体。核酸适配体的核苷酸序列为:

序列1:5’-atgccgacggcatgcgctacgtgcatgcacatgtaccgttacctcacaatgggcctgggctgctaccctaacttaccagcgtgta-3’

二、核酸适配体的特异性(通过荧光素检测)

1.用异硫氰酸荧光素(fitc)标记上述制备的核酸适配体1

2.用异硫氰酸荧光素(fitc)标记公开号:cn201110067159中的适配体序列1,2,3:

5’-atacgggagccaacaccattctatcgttccggacgcttatgccttgccatctacagagcaggtgtgacggat-3’;(核酸适配体2,seqidno.2)

5’-atccgtcactcctgctctgtagatggcaaggcataagcgtccggaacgatagaatggtgttggctcccgtat-3’;(核酸适配体3,seqidno.3)

5’-atacgggagccaacaccatgaatatctcttctacctcctctcctccctttacttagagcaggtgtgacggat-3’(核酸适配体4,seqidno.4)。

3.靶标和对照蛋白的固定

①取200uln1-nta琼脂糖微珠置于5ml离心管中,移走上清,pbs缓冲液洗涤三次;

②将步骤①的微珠分散于1ml靶标蛋白或对照蛋白,例如ev71病毒vp1蛋白、vp3蛋白、bsa、人血红蛋白、流感ha蛋白,gp120蛋白中,室温孵育1h,pbs缓冲液离心洗涤三次;

③将步骤①的微珠重新分散于1mlpbs缓冲液中,置于4℃备用。

4.核酸适配体与靶标蛋白结合的特异性

设置3组以进行实验:

第1组:将1ul10umfitc标记的核酸适配体1,2,3,4与50ul固定有靶标蛋白ev71vp2的微珠孵育1h;

第2组:将1ul10umfitc标记的随机文库与50ul固定有靶标蛋白的微珠孵育1h;

第3-8组:将1ul10umfitc标记的核酸适配体1,2,3,4和随机文库与50ul分别固定有6种对照蛋白的微珠孵育1h;

各组均在刚加入微珠结合前和孵育1小时结合后,测量上清中的荧光强度。

特意率(结合率)=(结合前荧光强度-结合后荧光强度)/结合前荧光强度x100%。

结果表明:适配体1与vp2的结合高达98.6%,与靶标蛋白vp2结合有很好的特异性,且适配体1与其他对照蛋白均不能结合,随机文库也无法与靶标蛋白结合。另外地,适配体2,3,4与vp1的特异性要小于本申请适配体1与vp2的特异性。

另外通过常规的结合性试验,得到适配体1的解离常数为13nm。

适配体2,3,4的解离常数分别为15nm,17nm和20nm。

实施例3.采用核酸适配体板检测血清中的ev71病毒

取80ul含有ev71病毒的血清;与结合缓冲液等体积混合后加入到核酸适配体板,200ul每孔,37℃孵育2小时;洗涤液洗涤后,加入hrp修饰的ev71病毒vp2蛋白抗体,37℃孵育1小时;洗涤液洗涤后,加入显色液a+b,显色5分钟;设置对照。

显色后检测450nm下的光吸收值。计算核酸适配体板的相对吸光强度。结果表明,核酸适配体1可以检测血清中的靶标病毒。通过pcr检验病毒滴度,发现采用适配体检测的效果强于pcr检测的方法。

实施例4.elisa检测生物素标记的适配体1特异识别vp2蛋白

一定量的vp2蛋白融于碳酸盐缓冲液中,按照100μl/孔加入到酶联条中,4℃包被蛋白过夜;

弃包被液,每孔加入100μl含1%casein蛋白的马来酸封闭液,室温封闭60min;

将经过处理后的生物素标记的适配体1,2,3,4加入酶联条中,使核酸序列与包被的蛋白共同孵育37℃2h;

弃去孔内液体,每孔用350μl的洗涤液洗涤,重复洗涤3次,最后一次洗涤后要把孔内液体完全甩干;

每孔加入100μl按照1∶100稀释好的hrp酶,室温孵育30min,弃去孔内液体,洗板5次,方法同上;

每孔加入100μltmb显色底物,37℃避光显色,当有明显颜色变化时,加10μl终止液,酶标仪读数。

elisa的实验结果也证明,适配体1可以与vp2蛋白结合,而不能与vp1结合,而2,3,4不能与vp2蛋白结合,而可以与vp1结合。

实施例5.稳定性试验

将核酸适配体1分别置于常温的血清中,4周后,通过pcr检测其残留量,发现仍然有95%保持活性。活性检测发现,其活性基本没有变化。说明该适配体具有较好的稳定性。

序列表

<110>邵玉芹

<120>一种能特异性检测ev71病毒的适配体及试剂盒

<160>4

<170>siposequencelisting1.0

<210>1

<211>85

<212>dna

<213>人工序列(artificialsequence)

<400>1

atgccgacggcatgcgctacgtgcatgcacatgtaccgttacctcacaatgggcctgggc60

tgctaccctaacttaccagcgtgta85

<210>2

<211>72

<212>dna

<213>人工序列(artificialsequence)

<400>2

atacgggagccaacaccattctatcgttccggacgcttatgccttgccatctacagagca60

ggtgtgacggat72

<210>3

<211>72

<212>dna

<213>人工序列(artificialsequence)

<400>3

atccgtcactcctgctctgtagatggcaaggcataagcgtccggaacgatagaatggtgt60

tggctcccgtat72

<210>4

<211>72

<212>dna

<213>人工序列(artificialsequence)

<400>4

atacgggagccaacaccatgaatatctcttctacctcctctcctccctttacttagagca60

ggtgtgacggat72

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