一种定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条及制备方法

专利名称：：一种定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条及制备方法
技术领域：
：本发明涉及医学检验领域的一种定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条及制备方法。
背景技术：
：CEA是由PhilGold和Samuel0.Freedman于1965年首先在结肠癌病人的血清中发现的一种球蛋白，其后陆续在结肠癌，胃癌，胰腺癌，肺癌以及乳腺癌病人体内发现，因其在胚胎发育过程中产生而在出生后停止，所以称作癌胚抗原。正常成人体内CEA的含量很低，在某些病理状态(肿瘤或炎症)下才会升高，癌胚抗原作为肿瘤标志物用于诊断的主要临床意义如下(l)原发性结肠癌患者CEA增高占45-80%。(2)除原发性结肠癌以外，腺胰癌、胆管癌、胃癌。食道癌、腺癌、肺癌、乳腺癌和泌尿系统的肿瘤阳性率也很高，一般在50-70%。(3)结肠癌患者手术切除以后，在l-3周内血中CEA可下降到正常水平。如手术切除不完全，术后CEA还持续阳性，说明病人预后较差或癌肿发生了转移，或者有复发的可能。(4)良性肿瘤、炎症和退行性疾病，如结肠息肉、溃疡性结肠炎、胰腺炎和酒精性肝硬变病人CEA也有部分升高，但远远低于恶性肿瘤，一般小于20iig/L。所以测定CEA可以作为良性与恶性肿瘤的鉴别诊断依据，正常成年非吸烟者血液CEA的含量为3.4g/L，吸烟者为4.3iig/L。目前的血液中CEA的诊断技术主要包括放射免疫法(RIA)，酶联免疫试验(ELISA)、化学发光(CLIA)、时间分辨荧光、胶体金免疫层析等方法，但这些方法都有各自的特点及不足放射免疫法结果比较准确，线性范围较宽，但操作繁琐，耗时长，且放射性标记物会对操作者产生危害，并且会产生环境污染，目前已经逐渐被其他方法所替代；ELISA和化学发光以及时间分辨荧光法原理类似，只是因为最终的检测系统有所区别而在灵敏度方面有差异，目前已经实现自动化、大批量、定量检测，但是自动化检测目前由国外大厂商所垄断，仪器设备昂贵，并且不适合单人份和较小批量检测用，大大限制了它们在基层医院、诊所的应用。近年来出现了胶体金免疫层析法来检测CEA，快速，便捷，单人份操作，但是缺点是只能实现半定量，只能指示一个大概范围，无法实现精确定量，异常标本需要使用其他方法复核检测，无形中增加了被测试者的就医成本，在市场推广方面有较大难度，很难大面积使用。磁性免疫层析(MgneticImmunoChromatogr即hicTest，MICT)是近年来出现的的一种新一代单人份快速定量检测技术。是以超顺磁性颗粒(superPMPs)代替传统的标记物(胶体金，乳胶颗粒等)来进行免疫层析，通过检测结合在超顺磁性纳米微粒上的生化物质来提供对生物样品的定量检测数据。通过检测测量磁场强度来表达标记在样品区域的量，采用标记的免疫复合物_磁场强度的标准曲线，从而达到定量的目的。该技术与传统技术相比具有下述优势l)分析灵敏度比各类目测快速诊断法灵敏10-100倍；2)分析速度可在15秒内测量到多达6个分析位点的数据；3)线形范围在4个数量级浓度范围内呈线3性；4)所用磁性检测仪器采用固相元件，微型化设计自成一体，独立运行，体积小，操作简便；5)超顺磁性纳米微粒由聚合物包被，不会随时间而衰变；独立的快速诊断色谱卡(MARCassette)可直接插入MAR检测仪，为目前许多快速临床诊断试剂的整合提供了广泛的开发空间；而且还避免了操作过程中人员或仪器可能发生的交叉污染，提高了分析和过程的安全性。该技术继承了传统免疫层析法(胶体金，乳胶颗粒等)简便快速，单人份操作的优点，又弥补了传统免疫层析技术灵敏度低，只能定性，不能定量的缺点，代表了当今即时检验(PointofCareTest,P0CT)技术发展的方向和潮流，一经问世，发展迅速，目前已经成为替代传统免疫层析技术的首选。磁性免疫层析是以磁颗粒标记抗体进行免疫反应检测标本中的生物活性物质，通过检测磁性强度来提供对生物样品的定量检测数据，采用标记的免疫复合物-磁场强度的标准曲线，从而计算出待测生物样品的量。目前常用的标记磁颗粒为超顺磁颗粒(superPMPs)，没有外加磁场的情况下不具有任何磁性，只有在外加磁场作用下才会表现出磁性，商品化超顺磁颗粒都经过表面修饰，大大方便了标记过程，标记简便，重复性好。生物素-亲和素系统(BAS)是一种广泛应用的技术，将亲和素包被固相，将生物素标记抗原或抗体，利用生物素亲和素之间极高的亲和力以及一个亲和素结合四个生物素的特性，可以极大的提高反应的灵敏度，经过几十年的发展，目前亲和素和生物素都出现了大量衍生物，可以根据不同的需要选用，标记方法也很简便，大大增加了他们的易用性。将生物素亲和素系统引入磁性免疫层析中，在极大地提高了检测方法的灵敏度的同时，又提供了一种极好的通用技术平台，在规模化生产中减少了标记步骤，增加了工艺的通用性，减少了可变因素。
发明内容本发明的目的即是将磁性免疫层析技术和生物素亲和素系统联合应用在CEA定量检测试纸条中，将链亲和素共价偶联于超顺磁颗粒上，将生物素化CEA抗体与之混合之后作为检测流动相，将另一株配对的CEA抗体包被于硝酸纤维素膜上作为捕获固相，按照常规免疫层析法的原理进行标本的检测，结合简便易行的磁性检测仪进行检测，在实现高灵敏度检测的同时又能大大縮短检测的窗口期，可以避免前述几种检测方法的种种弊端，又综合了前述几种方法的优势可以单人份检测，也可以批量检测，并且可以即时给出定量结果，测量仪器简单可靠，操作简便，方便实用。为达到上述的目的，本发明的技术方案如下一种定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条，该试纸条是在底板上依次相互交错2mm地粘贴上包被膜、结合了CEA抗体的磁颗粒垫、样品垫、吸水垫、然后在上层覆盖透明塑料密封膜组装而成的试纸条，包被膜上预包被有CEA抗体检测线T和质控线C。其中所述的样品垫是经过样品垫处理液预处理的纤维素膜，所述的样品垫处理液是含有1%_5%酪蛋白(Casein)和0.1%_1%的聚乙烯醇(PVA)以及0.01-0.2%吐温20(Tween-20)的0.02MpH7.0-7.6的磷酸盐缓冲液(PBS)。上述定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条制备方法包括以下步骤A、抗体的处理选用单克隆抗体技术制备的商品化高效价抗CEA配对抗体(Hytest公司，cat:4CA30)，对20mM，pH7.0-7.6的PBS4。C透析过夜;B、磁颗粒的制备选用直径为100-300nm的超顺磁颗粒，使用碳二亚胺(EDC)和琥珀酰亚胺(NHS)共价偶联的方式将链亲和素标记到磁颗粒上，选用预活化生物素进行CEA抗体的标记，将标记好的生物素化抗体以1:2-1:IO的分子比例(摩尔比)与链亲和素化磁颗粒混合，确保链亲和素化磁颗粒过量；C、将制备好的磁颗粒使用定量喷液装置以25iU/cm-50iil/cm的量喷涂于磁颗粒垫上；D、包被膜的制备使用包被缓冲液分别将抗CEA包被抗体以及生物素化BSA稀释到0.5-2mg/ml浓度，使用定量喷液装置分别将二者以0.5_1.Ocm的间隔喷印于硝酸纤维素膜上，晾干后于封闭液中浸泡10分钟后于25-35度烘干8小时，加入干燥剂封存备用；E、样品垫的处理将样品垫放入样品垫处理溶液中浸泡处理1小时后取出25-35t:烘干8小时；F、试纸条的组装在透明塑料底板上依次相互交错2mm地贴上包被膜、磁颗粒垫、样品垫、吸水垫，然后在上层覆盖透明塑料密封膜得到试纸板，根据要求宽度切割即得到试纸条。进一步，上述的步骤B包括以下三步1)链亲和素化磁颗粒的制备使用含有0.1%Tween-20的50mM，pH4.5-5.0的醋酸钠缓冲液洗涤磁颗粒，加入EDC和NHS使二者终浓度均为20mM，室温反应1小时，使用含有0.1%Tween-20的50mM，pH4.5-5.0的醋酸钠缓冲液充分洗涤磁颗粒后，加入链亲和素使链亲和素与磁颗粒的分子比例为5:1(摩尔比)，室温反应3小时，加入含有0.5XBSA的0.02M，pH7.0-7.6的PBS室温封闭30分钟，用上述醋酸钠缓冲液洗涤磁颗粒，使用含有1%PVP，1%Casein，O.5%Tween-20，5%蔗糖的50mM(pH8.2-9.0)硼酸保存缓冲液复溶磁颗粒，4t:保存备用；2)生物素化CEA抗体的制备将CEA抗体对0.02M，pH7.0-7.6的PBS4。C透析过夜，调整浓度为2mg/ml，将预活化生物素使用二甲基亚砜(DMSO)溶解，终浓度为50mM，以25:1的分子比例向抗体溶液中加入所需量的生物素溶液，室温反应1小时，对O.02M，pH7.0-7.6的PBS4。C透析过夜，加入等体积甘油后-2(TC保存备用；3)生物素化抗体与链亲和素化磁颗粒的混合，以0.8ii1/mg磁颗粒的量向链亲和素化磁颗粒溶液中加入生物素化CEA抗体，充分混匀后使用保存缓冲液以1:5-1:20的比例(体积比)将混合物稀释待喷涂玻璃纤维垫使用。进一步，上述的步骤C中，磁颗粒的喷涂方法是将制备好的磁颗粒使用定量喷膜装置以20iU/cm的量均匀喷涂于玻璃纤维上，冷冻干燥后加入干燥剂封存备用。进一步，上述的步骤D中，包被膜的制备方法是用包被缓冲液(0.02MpH7.2的磷酸缓冲液)将CEA抗体稀释为0.5mg/ml，生物素化BSA稀释为lmg/ml，使用定量喷膜装置以liU/cm的量将二者以0.8cm的间隔喷印于硝酸纤维素膜上，室温晾干30分钟后于封闭液(含有0.5%BSA的0.02MPBS，pH7.0_7.6)中浸泡10分钟后于25-35。C烘干8小时，加入干燥剂封存备用。与现有快速检测试纸条相比较，本发明具有以下优点1)通过对试纸条的改进，首次将磁性免疫层析技术引入CEA的检测中，结合磁性检测仪，实现了CEA的单人份宽范围定量检测，为临床使用提供了极大便利。2)通过引入生物素亲和素系统，使得试纸条的制备过程大大简化，适合大规模生产。本发明操作简便，适合大规模生产，检测所需的便携式设备也已经上市，因此能广泛用于医院、血站、防疫站、体检等大批量使用单位以及一些采血现场、农村和基层诊所等小批量或单人份使用的单位使用。对于原发性肝癌的定量诊断有着积极的意义。图1为本发明磁性免疫层析法定量检测血液中癌胚抗原的试纸条结构示意图为进一步说明本发明磁性免疫层析法定量检测血液中癌胚抗原的试纸条及制备方法，特举以下的实施例进行说明，该实施例是为了解释而不是以任何方式限制本发明。具体实施例方式本发明所述的定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条如图1所所示，该试纸条是在底板1)上依次相互交错2mm地粘贴上包被膜2)、结合了CEA抗体的磁颗粒垫3)、样品垫4)、吸水垫5)，然后在上层覆盖透明塑料密封膜6)组装而成的试纸条，包被膜2)上预包被有CEA抗体检测线T和质控线C。在具体实施例中，所采用CEA配对抗体为单克隆抗体技术制备的单抗。利用双抗体夹心检测CEA抗原的原理检测标本，当待测标本中含有CEA抗原时，抗原会先和磁颗粒上偶联的抗体结合，随着层析作用的进行，结合物向前移动到达CEA抗体包被线T处，抗原会再次和包被抗体结合形成双抗体夹心复合物而聚集在T线处，另外，未结合生物素化抗体的链亲和素标记磁颗粒会继续前行，到达质控线C时，生物素化BSA会与链亲和素结合从而在C线处同样出现磁颗粒聚集。整个反应在30分钟内进行完全，一般反应十五分钟后即可进行上机读卡，T线以及C线都会产生相应的磁性信号值，磁性免疫层析检测仪会根据检测卡上的二维码信息将实际测值代入预设的标准曲线即可得出确定量的结果。整个读卡、识别二维码、将实测值代入预设标准曲线得出定量值的过程已经完全程序化，磁性检测仪会直接给出定量结果。本发明所述的定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条的制备方法见以下实例实施例1定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条及试纸盒的制备方法本实施例的试纸条及试纸盒的制备方法包括以下步骤A、抗体制备选用商品化的的CEA配对抗体(Hytest公司，cat:4CA30)，对20mM，pH7.2(pH7.0-7.6均适用)的PBS4。C透析过夜备用。B、包被膜的制备包被缓冲液的配制0.02MpH7.2的磷酸缓冲液(PB)为包被缓冲液，0.22ym微孔滤膜过滤除菌后置4t:保存备用，有效期两周。封闭液的配制含0.5%BSA的0.02M，pH7.2(pH7.0-7.6均适用)的磷酸盐缓冲液(PBS)，0.22iim微孔滤膜过滤除菌后置于4t:保存备用，有效期一周。包被膜的制备用包被缓冲液(0.02MPB，pH7.2(pH7.0-7.6均适用))将CEA抗体稀释为O.5mg/ml，生物素化BSA稀释为lmg/ml，使用定量喷膜装置以1iU/cm的量将二者以0.8cm的间隔均匀喷印于3.5cm宽度硝酸纤维素膜上，室温晾干30分钟后于封闭液(含有0.5%BSA的0.02MPBS，pH7.2(pH7.0_7.6均适用))中浸泡10分钟后于25-35度烘干8小时，加入干燥剂封存备用。C、磁颗粒的制备醋酸钠缓冲液的配制用双蒸水和醋酸钠及冰醋酸配制pH值为4.7(pH4.5_5.0均适用)，浓度为50mM的醋酸缓冲液，加入Tween-20至终浓度为0.1%，0.22ym微孔滤膜过滤除菌后4t:保存备用，有效期两周。硼酸保存缓冲液的配制用双蒸水，硼酸和硼砂配制pH为8.5(pH8.2-9.0均适用)，终浓度为50mM的硼酸缓冲液，加入PVP，Casine，Tween-20，蔗糖，终浓度分别为1%，1%，0.5%，5%，0.22iim微孔滤膜过滤除菌后4°C保存备用，有效期一周。链亲和素化磁颗粒的制备使用含有0.1%Tween-20的50mM，pH4.7(pH4.5-5.0均适用)醋酸钠缓冲液洗涤磁颗粒，加入EDC和NHS使二者终浓度均为20mmo1，室温反应l小时，充分洗涤磁颗粒后，加入链亲和素使链亲和素与磁颗粒的分子比例为5:l(摩尔比)，室温反应3小时，加入含有0.5%BSA的0.02M，pH7.2(pH7.0_7.6均适用)的PBS室温封闭30分钟，使用含有0.1%Tween-20的50mM，pH4.7(pH4.5-5.0均适用)的醋酸钠缓冲液洗涤磁颗粒，使用含有1%PVP，1%Casein，O.5%Tween-20，5%蔗糖的50mMpH8.5(pH8.2-9.0均适用)硼酸保存缓冲液，复溶磁颗粒，fC保存备用。生物素化CEA抗体的制备方法是将CEA抗体对0.02M，pH7.2(pH7.0_7.6均适用)的PBS4t:透析过夜，调整浓度为2mg/ml，将预活化生物素使用匿SO溶解，终浓度为50mM，以25:1的分子比例向抗体溶液中加入所需量的生物素溶液，室温反应1小时，对0.02M，pH7.2(pH7.0-7.6均适用)的PBS4"透析过夜，加入等体积甘油后-2(TC保存备用。生物素化抗体与链亲和素化磁颗粒的混合，以0.8ii1/mg的量向链亲和素化磁颗粒溶液中加入生物素化CEA抗体，充分混匀后使用保存缓冲液以1:5的比例将混合物稀释待喷涂玻璃纤维垫使用。D、磁颗粒的喷涂与冻干使用BioDot喷膜仪的专用喷头将处理好的磁颗粒以50y1/cm的量均匀喷涂于0.8cm宽度玻璃纤维垫上，过夜冷冻干燥，加入干燥剂封存备用，E、样品垫的处理将1.8cm宽度样品垫放入样品垫处理溶液中浸泡处理1小时后取出25-35。C烘干8小时。样品垫处理液是含有1%-5%Casein和O.1%_1%的PVA以及O.01-0.2%Tween-20的0.02M，pH7.2(pH7.0-7.6均适用)的PBS溶液。F、试纸条的组装及切割下述所有操作都必须在湿度小于20%，温度20-25t:的房间内进行。试纸板的组装使用BioDotLM5000型组装仪按照要求将3.5cm包被膜，2.5cm吸水纸，O.8cm磁颗粒垫，1.8cm样品垫组装于9.8cm宽度透明塑料底板上，覆盖上层透明塑料盖板，组装成试纸板。试纸条的裁切使用BioDotCM4000型切条机将组装好的试纸板切成0.5cm宽的成品试纸条。G、试纸卡的组装将本发明所述的切割好的单人份试纸条置于塑料底卡上的卡槽内，盖上上盖，使用压卡机将上下两片塑料卡压紧，确保整个试纸条处于绷紧状态。加入干燥剂室温封存备用。H、确定该批次的二维码信息品名CEA定量磁性检测卡批次试纸卡的组装日期，格式为年/月/日，XXXX/XX/XX判读标准的确定取CEA标准抗原原料，以国家标准品为参照标准进行标定，用标准品稀释液稀释成500ng/ml，200ng/ml，50ng/ml，15ng/ml，5ng/ml，每个标准点作10个测试，按照统计学方法确定每个标准点与磁性测量值的关系并建立方程使之拟合成线性，此方程和标准曲线即可使磁性检测仪得以确定标本测量值。标准品稀释液配方20mmo1PBS，pH7.2(pH7.0-7.6均适用)，0.5%casein，0.01%NaN3。1、二维码的打印粘贴将上述二维码信息输入二维码打印机内并打印，将二维码粘贴于试纸卡的特定位置，使用二维码粘贴位置检测器随机抽检2%确保二维码粘贴无误。J、成品包装将贴好二维码的单人份试纸卡与一包干燥剂密封于铝箔袋内，100人份为一个包装置于一个包装盒内，一盒一份说明书和1瓶10ml装层析缓冲液即制成试纸盒，该试纸盒于室温避光保存，保质期为18个月。层析缓冲液配方为1%Tween-20，0.5%TritonX_100，1%NP_40，0.05%NaN3，20mmolPBS，pH7.2(pH7.0-7.6均适用)。实施例2除了链亲和素化磁颗粒的制备的步骤中链亲和素使链亲和素与磁颗粒的比例为1:3，其它步骤同实施例1，实施例3除了链亲和素化磁颗粒的制备的步骤中链亲和素使链亲和素与磁颗粒的比例为1:8，其它步骤同实施例1。实施例4除了生物素化抗原\抗体与链亲和素化磁颗粒的混合步骤中充分混匀后使用保存缓冲液以l:4的比例将混合物稀释待喷涂玻璃纤维垫使用，其它步骤同实施例1。实施例5除了生物素化抗原\抗体与链亲和素化磁颗粒的混合步骤中充分混匀后使用保存缓冲液以l:15的比例将混合物稀释待喷涂玻璃纤维垫使用，其它步骤同实施例1。实施例6本发明的检测卡的使用方法1、加样从包装盒中取出单人份的检测卡，撕开铝箔带包装，将试纸卡置于平整桌面上，用微量移液器取50ia样本血清加入卡上的加样孔内，再加入50iil层析缓冲液，等待反应进行15分钟。2、测量及结果输出将检测卡插入磁性免疫层析检测仪的插卡口，运行仪器，仪器会自行读取卡的二维码信息，进行测量并即时打印测量结果，阴阳性结果会在打印结果中显示。实施例7本发明的检测卡检测临床标本的结果分析表临床检测结果分析<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求一种定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条，其特征在于该试纸条是在底板上依次相互交错2mm地粘贴包被膜、结合了CEA抗体的磁颗粒垫、样品垫、吸水垫、然后在上层覆盖透明塑料密封膜而组装成的试纸条，包被膜上预包被有CEA抗体的检测线T和质控线C。2.根据权利要求1的定量检测血液中癌胚抗原的试纸条制备方法，其特征在于包括以下步骤抗体的制备选用单克隆抗体技术制备的高效价CEA配对抗体，使用亲和层析技术纯化；磁颗粒的制备1)链亲和素化磁颗粒的制备使用含有0.1%Tween-20的50mmol，pH4.5-5.0的醋酸钠缓冲液洗涤磁颗粒，加入碳二亚胺和琥珀酰亚胺使二者终浓度均为20mmol，室温反应1小时，充分洗涤磁颗粒后加入链亲和素使链亲和素与磁颗粒的分子比为5:1(摩尔比)，室温反应3小时，加入含有0.5XBSA的0.02M，pH7.0-7.6的PBS室温封闭30分钟，洗涤磁颗粒，使用含有1%PVP，1%Casein，O.5%Tween-20，5%蔗糖的50mmo1，pH8.2_9.0的硼酸保存缓冲液，复溶磁颗粒，fC保存备用；2)生物素化CEA抗体的制备将CEA抗体对0.02MpH7.0_7.6的PBS4"透析过夜，调整浓度为2mg/ml，将预活化生物素使用二甲基亚砜溶解，终浓度为50mmol，以25:1的分子比例向抗体溶液中加入所需量的生物素溶液，室温反应1小时，对0.02M，pH7.0-7.6的PBS4"透析过夜，加入等体积甘油后-2(TC保存备用；3)生物素化抗体与链亲和素化磁颗粒的混合，以O.8iU/mg磁颗粒的量向链亲和素化磁颗粒溶液中加入生物素化CEA抗体，充分混匀后使用保存缓冲液以1:5-1:20的比例(体积比)将混合物稀释待喷涂玻璃纤维垫使用；包被膜的制备使用0.02mM，pH7.0_7.6的PBS，分别将抗CEA包被抗体以及生物素化牛血清白蛋白分别稀释到0.5mg/ml和2mg/ml的浓度，使用定量喷膜装置以1P1/cm的量将二者以0.8cm的间隔喷印于硝酸纤维素膜上，室温晾干30分钟后于封闭液中浸泡10分钟后于25-35t:烘干8小时，加入干燥剂封存备用；样品垫的处理将样品垫放入样品垫处理溶液中浸泡处理1小时后取出25-35t:烘干8小时；试纸条的组装在透明塑料底板上依次相互交错2mm贴上包被膜，磁颗粒垫，样品垫，吸水垫，然后在上层覆盖透明塑料密封膜得到试纸板，根据要求宽度切割即得到试纸条。全文摘要本发明涉及一种定量检测血液中癌胚抗原的磁性免疫层析试纸条及其制备方法。该试纸条是在底板上依次相互交错2mm粘贴上包被膜、结合了CEA抗体的磁颗粒垫、样品垫、吸水垫，然后在上层覆盖透明塑料密封膜组装而成的试纸条，包被膜上预包被有CEA抗体检测线和质控线，本发明将磁性免疫层析技术和生物素亲和素系统引入到血液中CEA的定量检测中，大大提高了检测灵敏度，并且可以给出准确的定量结果，降低了操作人员的劳动强度，使临床医生可以对病人进行快速诊断。文档编号G01N33/532GK101762700SQ20091008764公开日2010年6月30日申请日期2009年6月24日优先权日2009年6月24日发明者姚洪涛,应希堂,张坤,李强,胡国茂,郑金来申请人:北京科美东雅生物技术有限公司