使用便携式分析仪进行非竞争性荧光偏振免疫分析检测H5禽流感病毒

Non-competitive fluorescence polarization immunoassay for detection of H5 avian influenza virus using a portable analyzer.

作者信息Keine Nishiyama, Yohei Takeda, Kazuki Takahashi, Mao Fukuyama, Masatoshi Maeki, Akihiko Ishida, Hirofumi Tani, Koji Shigemura, Akihide Hibara, Haruko Ogawa, Manabu Tokeshi
PMID33547481
发布时间2021-07
DOI10.1007/s00216-021-03193-y

实验完整度

研究包含明确的实验方法和验证结果,如校准曲线和选择性测试,但未涉及动物模型或患者样本,实验层级较单一。

主要模型

H5N3亚型禽流感病毒(A/duck/Hong Kong/820/1980) H1N1亚型流感病毒(A/Puerto Rico/8/34) 重组H5血凝素(H5-rHA)

重点核对

F-Fab浓度:80 ng/mL 抗原与F-Fab和1% BSA-PBS的混合体积比为8:1:1 孵育时间:15分钟 样品体积:20 μL或更少 检测限:2.8 μg/mL(针对纯化H5N3病毒)

摘要

如今,病毒感染诊断受到广泛关注。我们开发了一种非竞争性荧光偏振免疫分析(NC-FPIA),这是一种免分离的免疫分析方法,用于病毒检测。以H5亚型禽流感病毒(H5-AIV)作为概念验证的模型病毒。使用与H5血凝素结合的荧光素标记的Fab片段进行NC-FPIA。将纯化的H5-AIV(具有H5血凝素)与荧光素标记的Fab片段混合。之后,使用便携式FPIA分析仪测量荧光偏振度。成功检测到H5-AIV,孵育时间为15分钟。此外,便携式FPIA分析仪能够在现场进行NC-FPIA,样品体积为20 μL或更少。这是首次通过FPIA检测病毒颗粒的研究。这种NC-FPIA可应用于各种病毒的快速现场诊断。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
本研究旨在开发一种基于非竞争性荧光偏振免疫分析(NC-FPIA)的方法,用于快速检测病毒颗粒,以H5亚型禽流感病毒作为模型病毒。
核心机制
NC-FPIA利用荧光素标记的Fab片段(F-Fab)与病毒表面的血凝素(HA)结合,形成大分子复合物,导致荧光偏振度(P值)升高,从而实现病毒检测。
主要证据
通过校准曲线和选择性实验证明,F-Fab能特异性地与H5-HA结合,提高P值,而H1N1病毒作为阴性对照P值无明显升高。
研究意义
该NC-FPIA方法具有快速、免分离的特点,可应用于各种病毒的现场快速诊断,为病毒性疾病的早期检测提供了新工具。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

制备重组抗原和病毒

为NC-FPIA提供标准抗原和病毒样本。

使用细菌表达系统生产了来源于H5N3亚型AIV(A/whistling swan/Shimane/499/1983)的重组HA(H5-rHA),并纯化了H5N3(A/duck/Hong Kong/820/1980)和H1N1(A/Puerto Rico/8/34)病毒。

2

制备荧光标记的Fab片段

制备用于NC-FPIA的荧光标记抗体片段。

从商业抗H5-HA兔IgG多克隆抗体中通过木瓜蛋白酶消化获得Fab片段,并用荧光素标记试剂盒标记荧光素,标记率为1.45。

3

NC-FPIA检测纯化病毒

验证NC-FPIA检测H5病毒的可行性并建立校准曲线。

将不同浓度的纯化H5N3病毒与F-Fab和BSA混合,孵育后测量P值,建立校准曲线,计算检测限。

4

选择性验证

评估F-Fab对H5病毒的特异性。

使用H1N1病毒作为阴性对照,比较F-Fab与H5N3病毒和H1N1病毒反应后的P值。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
荧光素标记试剂盒-NH2Dojindo Molecular Technologies, Inc. (Japan)--
Micro BCA蛋白分析试剂盒Thermo Fisher Scientific, Inc. (USA)--
磷酸盐缓冲盐水Thermo Fisher Scientific, Inc. (USA)--
聚二甲基硅氧烷Dow Corning Toray Co., Ltd. (Japan)--
SU-8 3050光刻胶Nippon Kayaku Co., Ltd. (Japan)--
SU-8显影液Nippon Kayaku Co., Ltd. (Japan)--
Rosetta-gami™ 2 (DE3) pLysS感受态细胞Novagen (USA)--
表达载体pET-32b (+)Novagen (USA)--
SuperScript® III逆转录酶Invitrogen (USA)--
Isogen-LS RNA提取试剂Nippon Gene (Japan)--
异丙基-β-d-硫代半乳糖苷Wako Pure Chemical Industries (Japan)--
TaKaRa Ex Taq DNA聚合酶TaKaRa (Japan)--
镍-次氮基三乙酸琼脂糖Qiagen (Germany)--
抗H5-HA兔IgG多克隆抗体Bioss Antibodies (USA)--
牛血清白蛋白FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation (Japan)--
Nanosep 3K Omega超滤离心管Pall Corporation (USA)--
NanoDrop One分光光度计Thermo Fisher Scientific, Inc. (USA)--
硅晶圆Sumco Co., Japan--
A/Puerto Rico/8/34毒株ATCCVR-95™
便携式荧光偏振分析仪----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
NC-FPIA检测
F-Fab浓度、抗原与F-Fab和BSA的混合比例、孵育时间、样品体积、测量重复数
阅读提示:Materials and methods - Assay procedure
校准曲线建立
纯化H5N3病毒浓度范围、检测限计算方式
阅读提示:Results and discussion, 图2图注
选择性验证
H5N3和H1N1病毒浓度、阴性对照设置
阅读提示:Results and discussion, 图3图注