一种Ficolin-3电化学免疫传感器及其制备与应用_2

文档序号:9909328阅读:来源:国知局
参见Sambrook等 MOLECULAR CL0NING:A LABORATORY MANUAL,Second edition,Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989and Third edition,2001;Ausubel等,CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY,John ffiley&Sons,New York,1987and periodic updates;the series METHODS IN ENZYM0L0GY,Academic Press,San Diego;Wolffe,CHROMATIN STRUCTURE AND FUNCTION,Third edition,Academic Press,San Diego,1998;METH0DS IN ENZYM0L0GY,Vol.304,Chromatin(P.M.ffassarman and A.P.ffolffe,eds.),Academic Press,San Diego,1999;和METHODS IN MOLECULAR BI0L0GY,Vol.119,Chromatin Protocols(P.B.Becker,ed.)Humana Press,Totowa,1999等。
[0049] 实施例1电化学免疫传感器的构建
[0050] 一、材料:
[0051 ] 试剂:Ficolin-3、鼠抗人Ficolin-3单克隆抗体、生物素标记羊抗人Ficolin-3多 克隆抗体购自R&D公司;Avidin-HRP、tween_20、BSA(牛血清蛋白)购自Sigma公司;TMB底物 购自NE0GEN公司其中已包含过氧化氢;其他所有试剂购自国药集团。
[0052] 本发明中所用的缓冲溶液包括:0·01Μ PBS缓冲液(0.01M phosphate,pH 7.4, 0.14M NaCl,2.7mM KC1);Tris-buffered saline(0.02M Trizma base,0.15mM NaCl,PH 7 · 3)含0 · 1 % BSA;电极冲洗液:PBST (0 · 5 % tween-20 in 0 · 01M PBS)和PBS缓冲液;电极封闭 液:0.01M PBS缓冲液内含1%BSA。将重组人Ficolin-3和鼠抗人Ficolin-3单克隆抗体用 PBS缓冲液稀释至lOOyg/mL置于-20°C冰箱冷冻保存;将生物素标记羊抗人Ficolin-3多克 隆抗体用Tris-buff ered saline稀释至100yg/mL置于-20 °C冰箱冷冻保存。Avidin-HRP用 〇. 5 %酪蛋白溶液稀释1000倍。用于电化学检测的溶液是购买的TMB底物溶液(内含H2〇2)。用 于电化学阻抗图谱(EIS)检测液:K 3Fe (CN) 6/K4Fe (CN) 6 (1:1)和0.1M KC1。所有溶液用 Milli-Q水(18.2ΜΩ .cm电阻)配制。
[0053]二、检测仪器
[0054] CHI 760E电化学工作站属于上海辰华仪器公司产品。
[0055] 三、检测原理
[0056] 本发明采用双抗体夹心法检测目标蛋白Ficolin-3。具体的,电化学免疫传感器的 工作电极采用玻碳电极作为基底电极、Ficolin-3单克隆抗体作为捕获分子,Ficolin-3单 克隆抗体通过静电引力吸附于玻碳电极上。检测时,可先用BSA等物质来封闭工作电极上的 非特异性结合位点。然后将含有目标蛋白Ficolin-3的待检测样本加到工作电极上,工作电 极上的捕获分子将会捕获待检测样本中的目标蛋白Ficolin-3。接下来,再将生物素标记 Ficolin-3多克隆抗体(作为信号探针)加到捕获了目标蛋白Ficolin-3的工作电极上,再加 入亲和素修饰的辣根过氧化物酶(Avidin-HRP),生物素修饰的信号探针可以特异性地与亲 和素修饰的辣根过氧化物酶(Avidin-HRP)结合。在TMB和过氧化氢(H202)底物存在时,辣根 过氧化物酶催化过氧化氢的还原,产生一个放大的电流信号,电流信号的大小与目的蛋白 Ficolin-3的浓度直接相关。
[0057] 四、工作电极的制备
[0058] (1)玻碳电极表面处理:将直径为3mm的玻碳电极先用金相砂纸抛光,再依次用 0.3、0.05μπι的Al2〇3浆在麂皮上抛光至镜面,每次抛光后先洗去表面污物,再移入超声水浴 中25 °C清洗,每次3min,重复三次,最后依次用乙醇和Mi 11 i-Q水超声清洗,氮气吹干。
[0059] (2)捕获分子固定:在步骤(1)中吹干的玻碳电极表面立即加入10uL预先稀释的鼠 抗人Ficolin-3单克隆抗体(50μg/ml),置于4°C冰箱中孵育过夜,获得工作电极。
[0060] 五、检测目标蛋白Ficolin-3
[0061] (1)首先取出四中制备好的工作电极,用PBST冲洗两遍,再用PBS冲洗一遍,并用氮 气吹干,浸润于l〇〇uL电极封闭液中,置于室温lh,封闭工作电极上其他非特异性位点; [0062] (2)将步骤(1)中已经封闭其他非特异性结合位点的工作电极取出,用PBST冲洗两 遍,再用PBS冲洗一遍,并用氮气吹干,在工作电极表面滴加5uL不同浓度(Oμg/ml、25μg/ml、 50μg/ml)的目标蛋白Ficol in-3,室温放置lh。
[0063] (3)将步骤(2)中已经捕获目标蛋白Ficolin-3的工作电极取出,用TOST冲洗两遍, 再用PBS冲洗一遍,并用氮气吹干,取5uL生物素标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体(终浓度 50μg/ml)滴于工作电极表面,室温放置lh;
[0064] (4)将步骤(3)中所得加有生物素标记信号探针的工作电极取出,用PBST冲洗两 遍,再用PBS冲洗一遍,并用氮气吹干,取5uL 1 %酪蛋白稀释的Avidin-HRP滴于工作电极表 面,4°C冰箱放置20min;
[0065] (5)将步骤(4)中所得已经加有Avidin-HRP的工作电极用0.01M PBS进行彻底冲 洗,然后将所述工作电极浸没在TMB溶液中检测。采用三电极系统,除了工作电极以外,采用 铂电极为对电极,银/氯化银为参比电极。使用CHI 760E电化学工作站检测。扫描循环伏安 图和时间电流曲线。其中循环伏安法的起始电压0V,最高电压0.8V,最低电压0V,扫描速度 0.1 v/s。时间电流曲线,电压为0.1V,时间100秒。电化学阻抗图谱法(EIS)频率范围是0.1到 105Hz〇
[0066] 检测结果如图2所示。采用电化学阻抗图谱法(EIS)来分析对基底电极每一步修饰 之后,电极表面的情况。裸玻碳电极(a)上孵育鼠抗人Ficolin-3单克隆抗体(b),再加入含 BSA的电极封闭液(c),然后分别依次孵育待测Ficolin-3溶液(d)生物素标记羊抗人 Ficolin-3多克隆抗体(e)和Avidin-HRP(f),可以看出电极表面电阻依次增大,说明每一步 电极都成功修饰。
[0067]如图3所示,其中(A)构建的电化学免疫传感器检测Oμg/ml(实线)、25μg/ml(长虚 线)和50μg/ml (短虚线)的Ficolin-3时响应的循环伏安曲线;说明Ficolin-3和生物素标记 羊抗人Ficolin-3多克隆抗体在工作电极表面发生了特异性结合。从图中我们可以看出随 着目的蛋白Ficolin-3浓度的不断增加,获得的还原峰峰值也明显增大。(B)电化学免疫传 感器对Oμg/ml(实线)、25μg/ml(长虚线)和50μg/ml(短虚线)Ficolin-3响应的时间电流曲 线。随着Ficolin-3浓度的不断增加,氧化还原峰电流值均明显增大。由于充电电流的影响, 电流很快就会达到平衡状态,在100s左右已经达到稳态电流。
[0068] 实施例2电化学免疫传感器及使用条件的优化
[0069] 为了获得更好的分析性能,需要对构建此电化学免疫传感器中的一些实验条件进 行优化。
[0070] (l)Ficolin-3最佳孵育时间优化:
[0071] 阴性空白对照检测时工作电极上孵育不含F i c ο 1 i η - 3的P B S溶液,阳性检测中 Ficolin-3浓度为25μg/ml。工作电极上Ficolin-3孵育不同时间(15min、30min、45min、 60min和75min),进行电化学检测。取IT扫描第100s时电流值进行分析。如图4所示,随着 Ficolin-3孵育时间的增加,电流值是增加的,同样的阴性空白对照也是随着孵育时间的增 加电化学信号增加。Ip/In值如下表1所不,可以看出在Ficolin孵育时间为60min时,电流信 号比值最大为8.3±0.4,因此采取60min为Ficolin-3最佳孵育时间。
[0072] 表1电化学免疫传感器对Ficolin-3孵育时间的电流响应的Ip/In比值分析
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[0075] (2)生物素标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体最佳孵育时间优化:
[0076] 阴性对照中不含生物素标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体,阳性检测中生物素标 记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体为25μg/ml。各组中待测Ficolin-3浓度为25μg/ml,生物素 标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体孵育不同时间(30min、60min、90min),取IT扫描第100s时 电流值进行分析。如图5所述,随着生物素标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体孵育时间的增 加,阳性检测和阴性对照的电化学电流信号是逐渐增加的。Ip/In值如下表表2所示,可以看 出在生物素标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体孵育时间为60min时,信号比值最大为13.5土 0.2,采取60min为最佳孵育时间。
[0077] 表2电化学免疫传感器对生物素标记羊抗人Ficolin-3多克隆抗体孵育时间
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